BRPI0619143B1

BRPI0619143B1 - PROCESS FOR PRODUCTION OF CHEMICAL-MECHANICAL PULP

Info

Publication number: BRPI0619143B1
Application number: BRPI0619143-6A
Authority: BR
Inventors: Erik Johannes Vikman Kai; Pitkänen Maija; Suortamo Pirita; Nickull Ole; Laurila-Lumme Auli
Original assignee: M-Real Oyj
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2017-10-24
Also published as: FI20051251A; JP4823317B2; SE534004C2; WO2007063171A1; CA2631767C; RU2401350C2; CA2631767A1; AU2006319052A1; AU2006319052B2; CN104674583A; FI126694B; JP2009517560A; SE0801296L; BRPI0619143A2; RU2008125038A; FI20051251A0; AR058265A1; CN101341288A; ZA200804758B; UY29982A1

Abstract

processo para produção de polpa químico-mecânica. a presente invenção se refere a um método de produção de uma polpa químio-mecânica a partir de uma matéria prima de madeira compreendendo cavacos de madeira. em concordância com o método da presente invenção, em primeiro lugar, a matéria prima de madeira é vaporizada em uma temperatura elevada para remoção de ar a partir dos cavacos de madeira, e após isso, no estágio de impregnação os cavacos de madeira vaporizados são trazidos em contato com uma solução de impregnação alcalina sob condições nas quais a solução de impregnação (o álcali) penetra nos cavacos de madeira e, depois do que, para produção da polpa, os cavacos de madeira que foram tratados com a solução de impregnação (com o álcali) são refinados para uma desejada habilidade de drenagem. em concordância com a presente invenção, o estágio de impregnação é executado em superpressão, caso no qual é possível diminuir a dose de álcali da solução de impregnação, e por conseqúência, aumentar a dispersão da polpa, sem aumento da porcentagem de fibra solta. no mesmo nível de liberdade, a massa volumosa é aperfeiçoada, também.process for production of chemical-mechanical pulp. The present invention relates to a method of producing a chemomechanical pulp from a wood raw material comprising wood chips. In accordance with the method of the present invention, firstly, the wood raw material is vaporized at an elevated temperature to remove air from the wood chips, and thereafter, at the impregnation stage the vaporized wood chips are brought in. in contact with an alkaline impregnation solution under conditions in which the impregnation solution (alkali) penetrates the wood chips and then, for pulp production, the wood chips that have been treated with the impregnation solution (with alkali) are refined to a desired drainage ability. In accordance with the present invention, the impregnation stage is performed in superpressure, in which case it is possible to decrease the alkali dose of the impregnation solution, and thereby increase the pulp dispersion without increasing the percentage of loose fiber. At the same level of freedom, the massive mass is perfected, too.

Description

"PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE POLPA QUÍMICO-MECÂNICA" CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO A presente invenção se refere a um método de produção de polpa químio-mecânica a partir de uma matéria prima de madeira compreendendo cavacos de madeira.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of producing chemomechanical pulp from a wood raw material comprising wood chips.

Em um método tal como este, cavacos de madeira compreendendo a matéria prima de madeira são trazidos em contato com uma solução de impregnação alcalina em condições onde a solução de impregnação penetra nos cavacos de madeira para impregnar os cavacos de madeira, e os cavacos de madeira que são impregnados com a solução de impregnação são refinados para produzir uma polpa mecânica. A presente invenção também se refere a uma polpa quimio-mecânica.In a method such as this, wood chips comprising the wood raw material are brought into contact with an alkaline impregnation solution under conditions where the impregnation solution penetrates the wood chips to impregnate the wood chips, and the wood chips that are impregnated with the impregnation solution are refined to produce a mechanical pulp. The present invention also relates to a chemomechanical pulp.

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENÇÃOOVERVIEW OF THE INVENTION TECHNICAL STATE

Polpa quimio-mecânica é produzida por refinação de cavacos de madeira que foram preparados com produtos químicos, tipicamente com um líquido alcalino, para uma desejada habilidade de drenagem. 0 tratamento químico facilita a refinação e aperfeiçoa as propriedades da polpa mecânica. Em um cozimento químico, também, os cavacos de madeira são preparados com soluções alcalinas para facilitar o desfibramento.Chemomechanical pulp is produced by refining wood chips that have been prepared with chemicals, typically with an alkaline liquid, for a desired drainage ability. Chemical treatment facilitates refining and improves the properties of mechanical pulp. In chemical cooking, too, wood chips are prepared with alkaline solutions to facilitate shredding.

Na produção de polpa mecânica e bem como de polpa química, é essencialmente importante que os produtos químicos sejam tanto bem absorvidos e quanto uniformemente absorvidos na polpa. Uma absorção não uniforme resulta em uma alta porcentagem de fibras soltas na polpa e por sua vez em um potencial de resistência diminuído.In the production of mechanical pulp as well as chemical pulp, it is essentially important that chemicals are both well absorbed and evenly absorbed in the pulp. Uneven absorption results in a high percentage of loose fibers in the pulp and in turn a decreased resistance potential.

Dois mecanismos, a saber penetração e difusão, garantem a absorção do líquido e dos produtos químicos na madeira. Penetração acontece como um resultado das diferenças em pressão, e difusão, correspondentemente, como um resultado das diferenças em concentração. No início do estágio de impregnação, a diferença nas pressões prevalecendo no interior dos cavacos de madeira e, correspondentemente, aquelas externas a eles são um fator que dirige a penetração, para o ponto no qual as diferenças em pressão são uniformizadas. Quando um cavaco de madeira integralmente se torna preenchido com líquido, difusão acontece como o recurso pelo qual os produtos químicos se movimentam nos cavacos de madeira e nos produtos de reação fora deles.Two mechanisms, namely penetration and diffusion, ensure the absorption of liquid and chemicals in wood. Penetration happens as a result of differences in pressure, and diffusion, correspondingly, as a result of differences in concentration. At the beginning of the impregnation stage, the difference in pressures prevailing inside the wood chips and correspondingly those outside them are a factor driving the penetration to the point where the differences in pressure are uniform. When an integral wood chip becomes filled with liquid, diffusion happens as the means by which chemicals move in the wood chips and reaction products outside them.

Existem duas espécies de penetração: natural e forçada. Em penetração natural, a diferença de pressão é gerada por forças capilares, enquanto que em penetração forçada a diferença de pressão é gerada por uma pressão exterior ou por geração de um vácuo no interior dos cavacos de madeira.There are two species of penetration: natural and forced. In natural penetration, the pressure difference is generated by capillary forces, while in forced penetration the pressure difference is generated by an external pressure or by a vacuum generation within the wood chips.

Soluções de impregnação alcalinas intumescem as paredes de fibra e, por conseqüência, estreitam os capilares. Isto diminui a penetração longitudinal. Entretanto, ao mesmo tempo, soluções alcalinas também dissolvem os componentes da fibra, o que acelera a penetração.Alkaline impregnation solutions swell the fiber walls and thereby narrow the capillaries. This decreases the longitudinal penetration. However, at the same time, alkaline solutions also dissolve fiber components, which accelerates penetration.

Dispersão é consideravelmente mais lenta do que penetração. Elevação da temperatura aumenta a velocidade de difusão, mas é conhecido que a velocidade da reação aumenta consideravelmente mais rápida do que a velocidade da difusão. Conseqüentemente, a literatura menciona, por exemplo, que durante o processo de cozimento de sulfato, cálculos utilizando coeficientes de difusão e energias de ativação mostram que a velocidade de difusão em 170 °C é aproximadamente 4 vezes mais alta do que em 100 °C. Ao mesmo tempo, existe um aumento de 900 vezes na velocidade de reação (Talton, J., A difusão de hidróxido de sódio em madeira em pH alto como uma função de temperatura e grau de formação de polpa, M.Sc. Thesis, Universidade Estadual da Carolina do Norte, 1.986, 45 s).Scattering is considerably slower than penetration. Temperature rise increases the rate of diffusion, but it is known that the rate of reaction increases considerably faster than the rate of diffusion. Consequently, the literature mentions, for example, that during the sulfate cooking process, calculations using diffusion coefficients and activation energies show that the diffusion rate at 170 ° C is approximately 4 times higher than at 100 ° C. At the same time, there is a 900-fold increase in reaction rate (Talton, J., Diffusion of sodium hydroxide in wood at high pH as a function of temperature and degree of pulp formation, M.Sc. Thesis, University North Carolina State, 1986, 45s).

Quando a velocidade de reação aumenta, o consumo de álcali bem como aumenta. A dose de álcali e o tamanho do cavaco de madeira, por sua vez, possuem um efeito sobre a difusão. De maneira a evitar geração de mais rejeito, a dose de álcali tem que ser aumentada quando a espessura do cavaco de madeira é aumentada. Quando a dose de álcali é elevada, o gradiente de álcali entre o cavaco de madeira e a solução circundante bem como aumenta (na mesma proporção líquido/madeira), e por conseqüência, a velocidade de difusão aumenta.As the reaction rate increases, the alkali consumption increases as well. The alkali dose and wood chip size, in turn, have an effect on diffusion. In order to avoid further tailings generation, the alkali dose has to be increased when the wood chip thickness is increased. When the alkali dose is high, the alkali gradient between the wood chip and the surrounding solution increases as well (in the same liquid / wood ratio), and as a consequence, the diffusion rate increases.

Deveria também ser observado que a dosagem do álcali que é dosado para a impregnação é o fator o mais importante afetando o rendimento da polpa químio-mecânica (CTMP). A perda de fibra primordialmente resulta a partir da quebra (do ponto de quebra) do ácido acético, e a dissolução da lignina e a dissolução de polissacarideos acidicos, todos das quais sendo provocadas pelo álcali. A influência da dosagem de álcali é maior para madeira dura do que para madeira macia (ou mole), e para álamo ela é especialmente grande. Quando a dose de álcali (por exemplo, a quantidade de NaOH) é elevada a partir de 0,5 % até 3 %, o rendimento a partir de madeira de álamo diminui linearmente a partir aproximadamente de 95 % para 89 % em um processo convencional.It should also be noted that the dosage of alkali that is dosed for impregnation is the most important factor affecting the yield of chemomechanical pulp (CTMP). Fiber loss primarily results from the breakdown (breakpoint) of acetic acid, and the dissolution of lignin and the dissolution of acidic polysaccharides, all of which are caused by alkali. The influence of alkali dosage is greater for hardwood than for softwood (or softwood), and for poplar it is especially large. When the alkali dose (eg, the amount of NaOH) is increased from 0.5% to 3%, the yield from poplar wood decreases linearly from approximately 95% to 89% in a conventional process. .

Parte da perda de rendimento acontece durante impregnação, parte não até o estágio de refinação seguinte em uma alta temperatura.Part of the yield loss happens during impregnation, part not until the next refining stage at a high temperature.

Na prática, uma grande dose de álcali tem que ser utilizada para assegurar máxima impregnação. A penetração da solução de álcali no cavaco de madeira é lenta e o álcali tende e ser consumido nas partes externas do cavaco de madeira, deixando álcali insuficiente para a parte interna do cavaco de madeira. No estágio de refinação, isto é expresso como uma porcentagem mais alta de fibras soltas. 0 efeito do álcali sobre as qualidades de dispersão da polpa quimio-mecânica é especialmente problemático. As qualidades da queda de dispersão com dose de álcali aumentando e, quando nível de refinação é o mesmo, a dispersão é sempre menor quando a dosagem de álcali é maior. Também, alvejamento (descoramento) diminui a dispersão adicionalmente. Para fazer papel de impressão de classe alta (de alta qualidade) é pré-requisito que as propriedades de dispersão e de brilho da polpa sejam boas. É possível produzir polpas CTMP de madeira dura para um alto brilho, até mesmo para um brilho ISO de 88 %. 0 propósito da presente invenção é o de eliminar pelo menos algumas das desvantagens associadas com a tecnologia conhecida, e o de proporcionar uma nova solução para produção de polpa químio-mecânica. A presente invenção é fundamentada sobre o princípio de que, quando produzindo polpa químio-mecânica, a impregnação dos cavacos de madeira é executada em superpressão.In practice, a large dose of alkali has to be used to ensure maximum impregnation. The penetration of the alkali solution into the wood chip is slow and the alkali tends to be consumed on the outside of the wood chip, leaving insufficient alkali to the inside of the wood chip. In the refining stage, this is expressed as a higher percentage of loose fibers. The effect of alkali on the dispersion qualities of chemomechanical pulp is especially problematic. The qualities of the dispersion drop with increasing alkali dose and, when refining level is the same, the dispersion is always lower when the alkali dosage is higher. Also, bleaching decreases dispersion further. To make high quality (high quality) printing paper it is a prerequisite that the dispersion and gloss properties of the pulp are good. Hardwood CTMP pulps can be produced for high gloss, even 88% ISO brightness. The purpose of the present invention is to eliminate at least some of the disadvantages associated with known technology, and to provide a novel solution for chemomechanical pulp production. The present invention is based on the principle that, when producing chemomechanical pulp, wood chip impregnation is performed at overpressure.

Richardson e LeMahieu apresentaram um método de produção de produção de uma polpa de madeira superterrosa, método no qual cavacos de álamo são impregnados em uma temperatura de aproximadamente 75 °C e em uma pressão de 4 bar, utilizando uma mistura de hidróxido de sódio e sulfito de sódio, antes de refinação dos cavacos [Tappi 1.965 (48), número 6, páginas 344 - 346]. Em concordância com o artigo, aumentando a concentração do álcali, a resistência da polpa podería ser aumentada e, ao mesmo tempo, o consumo de energia reduzido. Entretanto, um problema na solução conhecida é o de que a adição de álcali diminui a habilidade de alvejamento da polpa.Richardson and LeMahieu presented a production method for producing an earthy wood pulp, a method in which poplar chips are impregnated at a temperature of approximately 75 ° C and a pressure of 4 bar using a mixture of sodium hydroxide and sulfite. sodium, before chip refining [Tappi 1.965 (48), paragraph 6, pages 344- 346]. According to the article, by increasing the alkali concentration, the pulp resistance could be increased and, at the same time, the energy consumption reduced. However, a problem with the known solution is that the addition of alkali decreases the pulp bleaching ability.

Em associação com a presente invenção descobriu-se surpreendentemente que quando combinando uma desaeração efetiva dos cavacos, o que é o mais adequadamente executado por vaporização, e uma impregnação pressurizada, é possível fazer a impregnação mais efetiva e reduzir a dose de álcali significativamente. Quando comparado com o mesmo nível de liberdade, é possível utilizar uma dosagem de álcali significativamente menor para conseguir a mesma ou até ainda mais baixa porcentagem de fibra solta e, ao mesmo tempo, a dispersão da polpa é fornecida mais alta do que em uma impregnação não pressurizada convencional.In combination with the present invention it has been surprisingly found that when combining effective chip deaeration, which is most suitably performed by spraying, and pressurized impregnation, it is possible to make the most effective impregnation and reduce the alkali dose significantly. When compared to the same level of freedom, a significantly lower alkali dosage can be used to achieve the same or even lower percentage of loose fiber and at the same time the pulp dispersion is delivered higher than in an impregnation. conventional non pressurized.

APRESENTAÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO 0 método em concordância com a presente invenção é executado por disposição de equipamento em série compreendendo o seguinte: a unidade de desaeração de cavaco, a unidade de impregnação de cavaco e a unidade de refinação de cavaco, caso no qual a unidade de impregnação compreende um vaso fechado dentro do qual o tratamento de impregnação pode ser executado em superpressão.PRESENTATION OF THE INVENTION The method according to the present invention is performed by arrangement of serial equipment comprising the following: the chip deaeration unit, the chip impregnation unit and the chip refining unit, in which case the unit The impregnation vessel comprises a closed vessel within which the impregnation treatment may be performed under superpressure.

Vantagens consideráveis são obtidas por intermédio da presente invenção. Por conseqüência, com experimentações piloto foi demonstrado que utilizando impregnação pressurizada é possível diminuir a dose de álcali por 50 % ou mais. Em adição, a presente invenção aumenta a dispersão da polpa: nas experimentações a dispersão foi surpreendentemente até mesmo mais alta do que na referência TMP (0 % de álcali) . Também extraordinário é o fato de que foi possível aumentar a dispersão sem aumento da porcentagem de fibra solta. No mesmo nível de liberdade, a massa volumosa foi aperfeiçoada, também.Considerable advantages are obtained by the present invention. Consequently, pilot experiments have shown that using pressurized impregnation it is possible to decrease the alkali dose by 50% or more. In addition, the present invention increases pulp dispersion: in experiments the dispersion was surprisingly even higher than in the TMP (0% alkali) reference. Also remarkable is the fact that it was possible to increase dispersion without increasing the percentage of loose fiber. At the same level of freedom, the massive mass was perfected, too.

Impregnação pressurizada produziu um grau de penetração excedendo 95 % em experimentações de laboratório. Nos pontos de referência utilizados nas experimentações, o grau máximo de penetração foi de 63 % -74 %. Em corridas de teste piloto, foi também possível diminuir a concentração de álcali a partir do nível convencional de 0,8 %/Adt — 1,2 %/Adt (air dried tonne -tonelada de ar seco de polpa) até mesmo para um nivel de 0,25 %/Adt sem a porcentagem de fibra solta se elevar. Em todos os pontos de teste, a dispersão foi evidenciadamente mais alta do que na referência. 0 objetivo da presente invenção é o de conseguir que impregnação pressurizada venha a tornar possível aperfeiçoar a qualidade de polpa de refinador químio-mecânica para diferentes aplicações de utilização final. A seguir, a presente invenção irá ser examinada mais detalhadamente com o auxílio de uma explanação detalhada e com referência para exemplos de aplicações que são apresentados posteriormente.Pressurized impregnation produced a degree of penetration exceeding 95% in laboratory experiments. At the reference points used in the experiments, the maximum penetration rate was 63% -74%. In pilot test runs, it was also possible to lower the alkali concentration from the conventional level of 0.8% / Adt - 1.2% / Adt (air dried tonne) even to a level 0.25% / Adt without the percentage of loose fiber rising. At all test points, the dispersion was evidently higher than in the reference. The object of the present invention is to achieve that pressurized impregnation will make it possible to improve the quality of chemomechanical refiner pulp for different end use applications. In the following, the present invention will be examined in more detail with the aid of a detailed explanation and with reference to examples of applications which are presented later.

BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO DA PRESENTE INVENÇÃO A Figura acompanhante apresenta um Desenho simplificado do equipamento utilizado no método em concordância com a presente invenção. A Figura é somente uma representação esquemática e a presente invenção não está limitada para a concretização nela representada.BRIEF DESCRIPTION OF THE DESIGN OF THE INVENTION The accompanying Figure shows a Simplified Design of the equipment used in the method in accordance with the present invention. The Figure is only a schematic representation and the present invention is not limited to the embodiment depicted therein.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THIS INVENTION

Como explicado anteriormente, o método em concordância com a presente invenção compreende três estágios, os quais são: - primeiro, pelo menos a maior parte do ar incluído na matéria prima de madeira compreendendo cavacos de madeira é removida (isto é, os cavacos de madeira são desaerados); - segundo, a matéria prima de madeira, por conseqüência obtida, é impregnada com uma solução alcalina em superpressão de maneira que o álcali é eficientemente absorvido nos cavacos de madeira; e terceiro, os cavacos de madeira tratados são refinados para uma habilidade de drenagem pré-determinada.As explained above, the method according to the present invention comprises three stages, which are: first, at least most of the air included in the wood raw material comprising wood chips is removed (i.e. the wood chips are unmerited); - second, the wood raw material thus obtained is impregnated with an overpressing alkaline solution so that alkali is efficiently absorbed into the wood chips; and third, the treated wood chips are refined for a predetermined drainage ability.

Como pode ser observado a partir do anteriormente referido, a polpa é produzida por intermédio de um processo quimio-mecânico. Na presente invenção, produção de polpa quimio-mecânica significa em geral um processo que compreende tanto um estágio de desfibramento químico e quanto um estágio de desfibramento mecânico, como descritos anteriormente. 0 processo CMP e o processo CTMP são processos químio-mecânicos. No processo CMP, a matéria prima de madeira é refinada em pressão atmosférica normal, enquanto que no processo CTMP uma polpa mecânica de refinador de pressão é produzida. Devido ao fato de que uma dosagem mais alta de produtos químicos é utilizada no processo CMP, seu rendimento é geralmente menor do que aquele do processo CTMP (menos do que 90 %) . Em ambos os casos, o tratamento químico da madeira é tradicionalmente executado com sulfito de sódio (tratamento de sulfonação), caso no qual madeira dura pode ser tratada com hidróxido de sódio, também. Neste caso, uma típica dosagem de produto químico no processo CTMP é aproximadamente de 0 % - 4 % de sulfito de sódio e de 1 % - 7 % de hidróxido de sódio, e a temperatura é aproximadamente de 60 °C — 120 °C. Em contraste, no processo CMP, a dosagem de produto químico é de 10 % - 15 % de sulfito de sódio e/ou de 4 % - 8 % de hidróxido de sódio (calculada a partir de madeira seca), e a temperatura é de 130 °C - 160 °C e, correspondentemente, de 50 °C - 100 °C.As can be seen from the foregoing, the pulp is produced by a chemomechanical process. In the present invention, production of chemomechanical pulp generally means a process comprising both a chemical defibration stage and a mechanical defibration stage as described above. The CMP process and the CTMP process are chemomechanical processes. In the CMP process, the wood raw material is refined at normal atmospheric pressure, while in the CTMP process a mechanical pressure refiner pulp is produced. Because a higher dosage of chemicals is used in the CMP process, its yield is generally lower than that of the CTMP process (less than 90%). In either case, the chemical treatment of wood is traditionally performed with sodium sulfite (sulfonation treatment), in which case hardwood can be treated with sodium hydroxide, as well. In this case, a typical dosage of chemical in the CTMP process is approximately 0% - 4% sodium sulfite and 1% - 7% sodium hydroxide, and the temperature is approximately 60 ° C - 120 ° C. In contrast, in the CMP process, the chemical dosage is 10% - 15% sodium sulfite and / or 4% - 8% sodium hydroxide (calculated from dry wood), and the temperature is 130 ° C - 160 ° C and correspondingly 50 ° C - 100 ° C.

Em um processo químio-mecânico, os cavacos podem ser impregnados com uma solução de peróxido alcalino, também (processo APMP). A dosagem de peróxido é geralmente de 0,1 % - 10 % (do peso de polpa seca) , tipicamente aproximadamente 0,5 % - 5 %. A quantidade da alimentação de álcali, tal como hidróxido de sódio, é em torno da mesma, isto é, de aproximadamente 1 % em peso - 10 % em peso. A presente invenção se refere especialmente a um processo CTMP, no qual os cavacos de madeira chegando a partir da impregnação são desfibrados utilizando o método de polpa mecânica de refinador de pressão. 0 material inicial no processo em concordância com a presente invenção se constitui de cavacos compreendendo material de madeira macia (ou mole) ou de madeira dura. Em particular, cavacos de madeira dura são utilizados na produção, os cavacos da qual são preparados a partir de bétula (geralmente, uma espécie de madeira do gênero Bétula) ou uma espécie de madeira do gênero Populus ou uma mistura das mesmas. Exemplos de espécie de madeira adequada do gênero Bétula são B. pêndula e B. pubescens, e da espécie de madeira do gênero Populus especialmente as seguintes: P. tremula, P. tremuloides, P. balsamea, P. balsamifera, P. trichocarpa, P. heterophylla, P. deltoides, e P. grandidentata. Álamo [o álamo europeu, P. tremula; álamo tremedor (Quaking aspen), P. tremuloides] , espécie de álamo hibrido (crossbred) a partir de diferentes álamos de estoque, álamos híbridos (por exemplo, P. tremula x tremuloides, P. tremula x tremula, P. deltoides x trichocarpa, P. trichocarpa x deltoides, P. deltoides x nigra, P. maximowiczii x trichocarpa) e outras espécies geradas por tecnologia genética, juntamente com álamos/choupos, são consideradas serem particularmente preferíveis.In a chemomechanical process, chips can be impregnated with an alkaline peroxide solution, too (APMP process). The peroxide dosage is generally 0.1% - 10% (by weight of dry pulp), typically approximately 0.5% - 5%. The amount of alkali feed such as sodium hydroxide is about the same, ie approximately 1 wt% - 10 wt%. The present invention relates especially to a CTMP process in which wood chips arriving from impregnation are defibrated using the mechanical pressure refiner pulp method. The starting material in the process according to the present invention consists of chips comprising softwood (or softwood) or hardwood material. In particular, hardwood chips are used in production, the chips from which they are prepared from birch (usually a species of wood of the genus Birch) or a species of wood of the genus Populus or a mixture thereof. Examples of suitable wood species of the genus Birch are B. pendulum and B. pubescens, and of the wood species of the genus Populus especially the following: P. tremula, P. tremuloides, P. balsamea, P. balsamifera, P. trichocarpa, P. heterophylla, P. deltoides, and P. grandidentata. Poplar [the European poplar, P. tremula; Quaking aspen, P. tremuloides], crossbred species from different stock aspens, hybrid poplars (eg P. tremula x tremuloides, P. tremula x tremula, P. deltoides x trichocarpa , P. trichocarpa x deltoides, P. deltoides x nigra, P. maximowiczii x trichocarpa) and other species generated by genetic technology, together with poplars / poplars, are considered to be particularly preferable.

Paralelamente à espécie de madeira do gênero Bétula e à espécie de madeira do gênero Populus, outras espécies de madeira dura, também, podem ser utilizadas como matéria prima, tal como eucalipto e madeira dura tropical misturada. Entre as árvores coníferas, abeto vermelho (Picea abies) e pinho (Pinus silvestris) e outras espécies de madeira do gênero Picea e do gênero Pinus, deveríam ser mencionadas.Parallel to the wood species of the genus Betula and the wood species of the genus Populus, other hardwood species can also be used as raw material, such as eucalyptus and mixed tropical hardwood. Among the coniferous trees, spruce (Picea abies) and pine (Pinus silvestris) and other wood species of the genus Picea and genus Pinus should be mentioned.

Em concordância com uma aplicação, polpa químio-mecânica compreendendo até 100 % de fibras de madeira macia é produzida. Entretanto, com a presente invenção é possível produzir uma polpa químio-mecânica a qual consiste de uma mistura de fibras de madeira dura e de madeira macia, e polpa a qual compreende pelo menos 5 % de fibras de madeira macia, por exemplo, ela pode compreender 50 % - 99 % de fibras de madeira dura e 1 % - 50 % de fibras de madeira macia. É possível aumentar a massa volumosa, as propriedades de resistência e de firmeza (inflexibilidade) da polpa, por utilização de fibras de madeira macia, especialmente por utilização de fibras de abeto vermelho. 0 tamanho dos cavacos de madeira da matéria prima de madeira é geralmente aproximadamente de 20 mm - 50 mm x 1 mm — 10 mm, tipicamente aproximadamente de 35 mm - 40 mm x 3 mm - 5 mm.According to one application, chemomechanical pulp comprising up to 100% softwood fibers is produced. However, with the present invention it is possible to produce a chemomechanical pulp which consists of a mixture of hardwood and softwood fibers, and pulp which comprises at least 5% softwood fibers, for example it may comprise 50% - 99% hardwood fibers and 1% - 50% softwood fibers. It is possible to increase the pulp mass, strength and firmness (inflexibility) of the pulp by using softwood fibers, especially by using spruce fibers. The size of the wood chips of the wood raw material is generally approximately 20 mm - 50 mm x 1 mm - 10 mm, typically approximately 35 mm - 40 mm x 3 mm - 5 mm.

Primeiramente, tanto do ar nos cavacos de madeira quanto possível é removido. Genericamente, o objetivo é remover pelo menos 70 %, especialmente aproximadamente 80 % - 100 % do ar contido nos cavacos de madeira. O ar está tipicamente presente em forma gasosa. Como irá ser aparente a partir do fluxograma acompanhante, esta desaeração pode ser executada por vaporização dos cavacos de madeira em um evaporador (1) . No processo em concordância com a Figura, os cavacos de madeira do material inicial são alimentados pelo transportador de parafuso (2) para o silo de vaporização (D, para o qual vapor é alimentado tanto a partir de um bocal de alimentação ou quanto, como a Figura mostra, a partir de diversos bocais de alimentação (3a -3c) , de maneira a distribuir o vapor uniformemente nos cavacos de madeira no silo de vaporização (1). 0 propósito da vaporização é o de remover o ar a partir dos cavacos de madeira. Ao mesmo tempo, vapor remanesce nos cavacos de madeira. A vaporização pode ser executada, por exemplo, em um evaporador continuo (1), mostrado a Figura, no qual os cavacos de madeira se movimentam através do silo de vaporização (D, onde eles são trazidos em contato com a corrente de vapor saturado ou quase saturado por um período de aproximadamente 0,5 minuto - 20 minutos, especialmente aproximadamente 1 minuto - 10 minutos. A vaporização pode ser executada em superpressão, mas geralmente vaporização em pressão atmosférica normal é completamente adequada. Em particular, uma temperatura elevada é utilizada, por exemplo, aproximadamente de 50 °C — 100 °C, especialmente aproximadamente de 80 °C - 100 °C, dependendo de quão saturado o vapor utilizado está.First, as much air in the wood chips as possible is removed. Generally, the goal is to remove at least 70%, especially approximately 80% - 100% of the air contained in wood chips. Air is typically present in gaseous form. As will be apparent from the accompanying flow chart, this deaeration can be performed by spraying the wood chips on an evaporator (1). In the process according to the Figure, the wood chips of the starting material are fed by the screw conveyor (2) to the vaporization silo (D, for which steam is fed either from a feed nozzle or, as Figure shows from various feed nozzles 3a -3c so as to distribute steam evenly in the wood chips in the vaporization silo 1. The purpose of vaporization is to remove air from the chips. At the same time, steam remains in the wood chips The vaporization can be performed, for example, in a continuous evaporator (1), shown in Figure, in which the wood chips move through the vaporization silo (D , where they are brought into contact with the saturated or near saturated steam stream for a period of approximately 0.5 minutes - 20 minutes, especially approximately 1 minutes - 10 minutes. but generally vaporization at normal atmospheric pressure is completely adequate. In particular, an elevated temperature is used, for example, from about 50 ° C - 100 ° C, especially about 80 ° C - 100 ° C, depending on how saturated the steam used is.

Ao invés de utilização de vaporização, a desaeração pode ser executada em baixa pressão/em um vácuo ou a vaporização pode ser tornada mais efetiva com tratamento a vácuo.Instead of using vaporization, deaeration can be performed at low pressure / in a vacuum or vaporization can be made more effective with vacuum treatment.

Os cavacos de madeira tratados são removidos a partir do silo de vaporização (1) através do bocal de saida (4), depois do que os cavacos de madeira são o mais adequadamente comprimidos no parafuso de tampão (5). Depois deste estágio, tipicamente pelo menos 95 %, preferivelmente pelo menos 98 %, do ar foi removido, e ao mesmo tempo, parte do vapor foi também removida.Treated wood chips are removed from the vaporization silo (1) through the outlet nozzle (4), after which the wood chips are most suitably compressed on the cap screw (5). After this stage, typically at least 95%, preferably at least 98%, of the air was removed, and at the same time, part of the steam was also removed.

Por razões de integralidade, deveria ser mencionado que vaporização dos cavacos de madeira é utilizada na produção tanto de polpa de sulfato e quanto de polpa de refinador quimio-mecânica. Entretanto, até a presente invenção, nunca tinha sido sugerido que uma combinação da vaporização de cavacos de madeira e impregnação pressurizada podería ser utilizada na produção de polpa quimio-mecânica.For the sake of completeness, it should be mentioned that wood chip vaporization is used in the production of both sulphate pulp and chemomechanical refiner pulp. However, until the present invention, it has never been suggested that a combination of wood chip vaporization and pressurized impregnation could be used in the production of chemomechanical pulp.

Depois do estágio de desaeração, os cavacos de madeira são conduzidos para o estágio de tratamento de impregnação (6). Em concordância com uma concretização preferida da presente invenção, os cavacos de madeira vaporizados são trazidos, essencialmente ainda na temperatura do estágio de vaporização, para o estágio de impregnação que é executado no absorvedor (6) . A temperatura da solução de impregnação utilizada no estágio de impregnação é mantida mais baixa do que a temperatura do vapor no estágio de vaporização.After the deaeration stage, the wood chips are led to the impregnation treatment stage (6). In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the vaporized wood chips are brought, essentially still at the temperature of the vaporization stage, to the impregnation stage that is performed on the absorber (6). The temperature of the impregnation solution used in the impregnation stage is kept lower than the vapor temperature in the vaporization stage.

Na prática, o estágio de impregnação é executado em um vaso fechado, isto é, um vaso de pressão, que é disposto à jusante a partir do vaporizador. 0 absorvedor ilustrado na Figura fundamentalmente compreende um absorvedor alongado, o eixo geométrico longitudinal do qual é essencialmente disposto verticalmente, e que possui uma parte superior e uma parte inferior, caso no qual os cavacos de madeira chegando a partir da unidade de desaeração podem ser alimentados para a parte superior do absorvedor e removidos por intermédio da parte inferior do absorvedor. No absorvedor, em concordância com a presente invenção, é genericamente possível criar uma pressão absoluta de pelo menos 1,5 Jbar, preferivelmente aproximadamente de 1,5 bar -15 Jbar.In practice, the impregnation stage is performed in a closed vessel, that is, a pressure vessel, which is disposed downstream from the vaporizer. The absorber illustrated in the Figure fundamentally comprises an elongated absorber, the longitudinal geometrical axis of which is essentially vertically arranged, and which has an upper and a lower part, in which case wood chips arriving from the deaeration unit may be fed towards the top of the absorber and removed through the bottom of the absorber. In the absorber, in accordance with the present invention, it is generally possible to create an absolute pressure of at least 1.5 Jbar, preferably approximately 1.5 bar -15 Jbar.

Quando os cavacos de madeira são alimentados rapidamente para o vaso de impregnação, sua temperatura pode cair no máximo aproximadamente por 10 °C - 20 °C antes que o estágio de impregnação se inicie.When wood chips are fed rapidly into the impregnation vessel, their temperature may drop by approximately 10 ° C - 20 ° C before the impregnation stage begins.

No absorvedor (6), existe um separador (7). Através de seu bocal de entrada (7a) os cavacos de madeira são alimentados para o absorvedor (6) e no separador (7), líquido é separado a partir dos cavacos de madeira. Este líquido é re-circulado para o fluxo de rejeito do silo de vaporização (D · Em concordância com uma concretização preferida da presente invenção, os cavacos de madeira vaporizados são alimentados para o estágio de impregnação juntamente com os produtos químicos de impregnação, caso no qual os produtos químicos de impregnação são alimentados a partir de bocais de entrada separados (10a - 10c) para a tubulação (11) que conecta o bocal de saída (4) do vaporizador (1) e o bocal de entrada (7a) do absorvedor (6) . De maneira a criar pressão, o mais adequadamente bombas (20, 21) ou dispositivos similares são dispostos na tubulação (11).In the absorber (6) there is a separator (7). Through its inlet nozzle (7a) the wood chips are fed to the absorber (6) and in the separator (7) liquid is separated from the wood chips. This liquid is recirculated to the vaporization silo tail stream (D · In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the vaporized wood chips are fed to the impregnation stage together with the impregnation chemicals, if not which impregnating chemicals are fed from separate inlet nozzles (10a - 10c) to the tubing (11) connecting the vaporizer outlet nozzle (4) and absorber inlet nozzle (7a) In order to create pressure, most suitably pumps (20, 21) or similar devices are arranged in the piping (11).

No estágio de impregnação, uma solução de impregnação é utilizada que compreende uma solução aquosa de um material alcalino, solução que opcionalmente compreende produtos químicos de sulfonação. Tipicamente, uma solução aquosa tanto de um hidróxido de metal alcalino, tal como NaOH ou KOH, ou quanto um hidróxido de metal alcalino terroso, tal como hidróxido de magnésio, Mg(OH)2, ou hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, ou misturas dos mesmos, é utilizada. Se desejado, esta solução compreende, por exemplo, também compostos de sulfito, tal como sulfito de sódio. A dosagem de hidróxido de álcali é tipicamente aproximadamente de 2 kg/Adt - 12 kg/Adt (air dried tonne -tonelada de ar seco de polpa), preferivelmente, entretanto, no máximo aproximadamente de 6 kg/Adt, mais preferivelmente no máximo aproximadamente de 4 kg/Adt. Hidróxidos de metal alcalino terroso são utilizados (de maneira molar) em dosagens correspondentes. 0 valor de pH da solução é aproximadamente de 9 - 11. 0 consumo do composto de sulfito é aproximadamente de 1 kg/Adt - 20 kg/Adt, para madeira dura o mais adequadamente no máximo de 3 kg/Adt.In the impregnation stage, an impregnation solution is used which comprises an aqueous solution of an alkaline material, solution which optionally comprises sulfonation chemicals. Typically, an aqueous solution of either an alkali metal hydroxide such as NaOH or KOH or an alkaline earth metal hydroxide such as magnesium hydroxide, Mg (OH) 2, or calcium hydroxide, Ca (OH) 2 , or mixtures thereof, is used. If desired, this solution also comprises, for example, sulfite compounds such as sodium sulfite. The dosage of alkali hydroxide is typically approximately 2 kg / Adt - 12 kg / Adt (preferably air dried tonne), preferably, however, at most about 6 kg / Adt, more preferably at most approximately 4 kg / Adt. Alkaline earth metal hydroxides are used (molarly) in corresponding dosages. The pH value of the solution is approximately 9 - 11. Consumption of sulfite compound is approximately 1 kg / Adt - 20 kg / Adt, for wood most suitably lasting a maximum of 3 kg / Adt.

Paralelamente às soluções puras, soluções aquosas de compostos de materiais alcalinos, também, podem ser utilizadas para impregnação, tal como licor de cozimento obtido a partir de cozimento de polpa, por exemplo, licor branco ou licor verde. A temperatura do estágio de impregnação é aproximadamente de 30 °C - 95 °C, preferivelmente aproximadamente de 40 °C - 90 °C, e que pode ser conseguida pelo menos em parte pelo calor trazido com os cavacos de madeira. Genericamente, a temperatura do estágio de impregnação é mais baixa do que a temperatura do estágio de desaeração. Em concordância com a presente invenção, a pressão do estágio de impregnação é aproximadamente de 1,5 bar — 15 bar, preferivelmente aproximadamente de 2 bar - 10 bar, em pressão absoluta. Como um resultado, uma superpressão de pelo menos aproximadamente 0,5 bar é utilizada na impregnação. A proporção entre madeira e liquido (p/p) é geralmente aproximadamente de 1:20 ... 1:4, especialmente aproximadamente de 1:15 ... 1:6. A dosagem dos produtos químicos de impregnação pode ser ajustada, dependendo dos cavacos de madeira a serem tratados e, se necessário, esta dosagem dos produtos químicos pode ser aumentada. A duração do tratamento de impregnação é aproximadamente de 1 minuto — 240 minutos, preferivelmente aproximadamente de 5 minutos — 120 minutos, especialmente aproximadamente de 10 minutos - 60 minutos.In addition to pure solutions, aqueous solutions of compounds of alkaline materials may also be used for impregnation, such as cooking liquor obtained from cooking pulp, for example white liquor or green liquor. The temperature of the impregnation stage is approximately 30 ° C - 95 ° C, preferably approximately 40 ° C - 90 ° C, and can be achieved at least in part by the heat brought with the wood chips. Generally, the temperature of the impregnation stage is lower than the temperature of the deaeration stage. In accordance with the present invention, the impregnation stage pressure is approximately 1.5 bar - 15 bar, preferably approximately 2 bar - 10 bar, at absolute pressure. As a result, an overpressure of at least about 0.5 bar is used in the impregnation. The ratio of wood to liquid (w / w) is generally approximately 1:20 ... 1: 4, especially approximately 1:15 ... 1: 6. The dosage of the impregnation chemicals may be adjusted depending on the wood chips to be treated and, if necessary, this dosage of the chemicals may be increased. The duration of the impregnation treatment is approximately 1 minute - 240 minutes, preferably approximately 5 minutes - 120 minutes, especially approximately 10 minutes - 60 minutes.

Durante o estágio de impregnação, os cavacos de madeira são impregnados com álcali para o máximo grau possível. Genericamente, pelo menos 85 %, preferivelmente pelo menos 90 %, mais preferivelmente pelo menos 95 % do volume dos poros dos cavacos de madeira deveria ser preenchido com a solução de impregnação. A impregnação pode ser executada em um ou em diversos estágios, caso no qual pelo menos um dos estágios é executado em superpressão. Em concordância com uma concretização preferida da presente invenção, os cavacos de madeira quentes são primeiramente impregnados em superpressão sob as condições mencionadas anteriormente, depois do que o processo de impregnação é ainda continuado em um Container ou vaso aberto na mesma temperatura ou em uma diferente temperatura. Aproximadamente 80 % - 100 % da duração temporal do tratamento de impregnação pode ser executada sob condições pressurizadas. Na aplicação descrita posteriormente, os tempos de duração do tratamento pressurizado e do tratamento não pressurizado foram igualmente longos, o tempo de duração total se estabelecendo em 40 minutos.During the impregnation stage, wood chips are impregnated with alkali to the maximum degree possible. Generally, at least 85%, preferably at least 90%, more preferably at least 95% of the pore volume of the wood chips should be filled with the impregnation solution. The impregnation may be performed in one or several stages, in which case at least one of the stages is performed under overpressure. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, hot wood chips are first impregnated in overpressure under the conditions mentioned above, after which the impregnation process is further continued in a container or vessel opened at the same or different temperature. . Approximately 80% - 100% of the time duration of the impregnation treatment may be performed under pressurized conditions. In the application described later, the duration of pressurized treatment and non-pressurized treatment were equally long, the total duration being set at 40 minutes.

Os cavacos de madeira chegando a partir do estágio de impregnação são removidos através do bocal de saida (6a). 0 numeral de referência (6) se refere ao descarregador do absorvedor. Com este descarregador, a fração residual que foi coletada no fundo do dispositivo pode ser removida. Depois do que, os cavacos de madeira são alimentados para um estágio de refinação (12) de polpa quimio-mecânica convencional, que pode ser executado, por exemplo, em refinadores equipados com lâminas de refinação ranhuradas. A matéria prima de madeira é refinada para uma habilidade de drenagem pré-definida, que é de 50 ml CSF — 500 ml CSF, mais preferivelmente aproximadamente de 90 ml CSF - 150 ml CSF. 0 desenho básico (D mostra na prática como o fluxo de cavaco gerado a partir do estágio de impregnação pode ser adicionalmente processado antes de refinação, conseqüentemente, o excesso de solução de impregnação é primeiramente removido na prensa de parafuso (13), depois da qual a reação dos produtos químicos pode ser continuada no silo de reação (14) , antes que os cavacos de madeira sejam transportados com os transportadores de parafuso (15a) e (15b) para a refinação. 0 tempo de reação no silo de reação (14), se um tal silo é utilizado, é tipicamente aproximadamente de 0,1 hora — 10 horas.Wood chips arriving from the impregnation stage are removed through the outlet nozzle (6a). Reference numeral (6) refers to the absorber discharger. With this discharger, the residual fraction that was collected at the bottom of the device can be removed. Thereafter, the wood chips are fed to a conventional chemomechanical pulp refining stage (12), which can be performed, for example, on refiners equipped with slotted refining blades. The wood feedstock is refined to a predefined drainage ability which is 50 ml CSF - 500 ml CSF, more preferably approximately 90 ml CSF - 150 ml CSF. The basic drawing (D shows in practice how the chip flow generated from the impregnation stage can be further processed prior to refining, consequently, excess impregnation solution is first removed in the screw press (13), after which The reaction of chemicals can be continued in the reaction silo (14) before the wood chips are transported with screw conveyors (15a) and (15b) for refining. ), if such a silo is used, is typically about 0.1 hour - 10 hours.

Na prensa de parafuso (13), é possível separar impurezas e material de fibra que são impróprios para refinação, e eles são removidos através da peneira (16) para o canal de rejeitos. A fase líquida (17) gerada a partir da prensa de parafuso (13) pode ser re-circulada para a tubulação (10), possivelmente em combinação com a alimentação de água fresca.In the screw press (13), it is possible to separate impurities and fiber material that are unsuitable for refining, and they are removed through the sieve (16) to the tailings channel. The liquid phase (17) generated from the screw press (13) may be recirculated to the pipe (10), possibly in combination with the fresh water supply.

Os numerais de referência (22) e (23) se referem às bombas dispostas para a alimentação da fase líquida (17) . Como a Figura mostra, a solução de impregnação é o mais adequadamente re-circulada no processo e sua concentração de álcali pode ser ajustada (aumentada) com alimentação de álcali fresco.Reference numerals (22) and (23) refer to pumps arranged for feeding the liquid phase (17). As the Figure shows, the impregnation solution is most appropriately recirculated in the process and its alkali concentration can be adjusted (increased) with fresh alkali feed.

Deveria ser apontado que dois fatores essenciais na presente invenção são o de que uma boa desaeração é conseguida antes que a solução de impregnação e os cavacos venham a ser colocados juntamente, e o de que a impregnação é pressurizada. Estes dois fatores juntamente possibilitam uma penetração eficiente da solução de impregnação nos cavacos de madeira. 0 tempo de retenção e a temperatura no vaso de pressão são escolhidos de uma maneira tal que é possível ajustar o tempo de difusão e o tempo de retenção. Tem que existir tempo suficiente para que a difusão venha a acontecer, a velocidade da reação não deve ser excessivamente alta. A polpa químio-mecânica descrita anteriormente possui propriedades extraordinariamente boas. Como descrito na introdução, as qualidades de dispersão de luz da polpa são aperfeiçoadas, e foram conseguidas sem aumento da porcentagem de fibras soltas. Conseqüentemente, no mesmo nivel de liberdade, as qualidades de dispersão de luz da polpa em concordância com a presente invenção são pelo menos 5 %, até mesmo 10 %, melhores comparadas com a referência de álcali alto. Ao mesmo tempo, as porcentagens de fibras soltas das polpas em concordância com a presente invenção são mais baixas do que a porcentagem de fibra solta da referência TMP e, surpreendentemente, até mesmo mais baixas do que a porcentagem de fibra solta da referência de álcali alto. Considerando o mesmo nivel de liberdade, a massa volumosa é aperfeiçoada, também, por tanto quanto 5 %.It should be pointed out that two essential factors in the present invention are that a good deaeration is achieved before the impregnation solution and chips are put together, and that the impregnation is pressurized. These two factors together enable efficient penetration of the impregnation solution into the wood chips. The retention time and temperature in the pressure vessel are chosen such that the diffusion time and retention time can be adjusted. There has to be enough time for the diffusion to happen, the reaction speed should not be too high. The chemomechanical pulp described above has extraordinarily good properties. As described in the introduction, the light scattering qualities of the pulp are improved, and were achieved without increasing the percentage of loose fibers. Consequently, at the same level of freedom, the light scattering qualities of the pulp in accordance with the present invention are at least 5%, even 10%, better compared to the high alkali reference. At the same time, the pulp loose fiber percentages in accordance with the present invention are lower than the TMP reference loose fiber percentage and, surprisingly, even lower than the high alkali reference loose fiber percentage. . Considering the same level of freedom, bulky mass is also improved by as much as 5%.

Um exemplo extraordinário é o de que as qualidades de dispersão de polpa CTMP preparadas a partir de álamo podem ser mais altas do que 45 m2/kg e a porcentagem de fibra solta mais baixa do que 0,3 %. Correspondentemente, a partir de bétula é possivel gerar uma polpa exibindo qualidades de dispersão que são mais altas do que 45 m2/kg e uma porcentagem de fibra solta mais baixa do que 1,5 %. Estes são somente exemplos das propriedades de polpa, e deveria ser apontado que para um produtor de polpa, dentro dos limites da presente invenção, é possivel escolher livremente tanto um nivel desejado da dispersão ou da porcentagem de fibra solta e, com o auxilio da presente invenção, conseguir um aperfeiçoamento substancial em um dos parâmetros. A polpa em concordância com a presente invenção pode ser utilizada para a produção de papel e de produtos de papelão, cartão e cartolina.An outstanding example is that the dispersion qualities of CTMP pulp prepared from poplar can be higher than 45 m2 / kg and the percentage of loose fiber lower than 0.3%. Correspondingly, from birch it is possible to generate a pulp exhibiting dispersion qualities that are higher than 45 m2 / kg and a lower percentage of loose fiber than 1.5%. These are only examples of pulp properties, and it should be pointed out that for a pulp producer, within the limits of the present invention, it is possible to freely choose either a desired level of dispersion or the percentage of loose fiber and, with the aid of the present one. invention, achieve substantial improvement in one of the parameters. The pulp according to the present invention may be used for the production of paper and paperboard, cardboard and paperboard products.

Conseqüentemente, seguindo o desfibramento descrito anteriormente, a polpa é geralmente alvejada, utilizando, por exemplo, peróxido de hidrogênio sob condições alcalinas, para um brilho de aproximadamente 75 % - 88 %.Accordingly, following the defibration described above, the pulp is generally bleached using, for example, hydrogen peroxide under alkaline conditions, for a brightness of approximately 75% - 88%.

Se desejado, é possível delinear as propriedades do material inicial pela misturação da polpa com uma polpa química de uma maneira tal que um material inicial lamacento (pasta fluida) é conseguido, um que, entretanto, compreende uma quantidade significativa (pelo menos 30 % em peso) de polpa químio-mecânica. Preferivelmente, polpa de madeira macia é utilizada como polpa química e, naquele caso, sua porcentagem é de 1 % - 50 % do peso seco das fibras da matéria prima. Entretanto, é também possível utilizar somente polpa de álamo químio-mecânica. A polpa de papel é primeiramente enlameada para uma consistência adequada de uma maneira que é conhecida de per se (tipicamente para uma porcentagem de sólidos de aproximadamente 0,1 % - 1 %), depois do que ela é espalhada em cima do fio (arame) , onde ela é formada em rede (em malha) para formar a rede de papel ou de papelão. É possível adicionar um enchimento, tal como carbonato de cálcio, CaCOj, geralmente aproximadamente 1 % em peso - 50 % em peso do peso das fibras, para a lama (pasta fluida) de fibra. A rede de papel pode ser de superfície engomada e/ou equipada com uma camada de revestimento e, se desejado, calandrada (lustrada). Pastas de revestimento podem ser utilizadas para revestimento único, para pré-revestimento e para revestimento de superfície. Revestimentos triplos são possíveis, também. Genericamente, um revestimento em concordância com a presente invenção contém 10 partes em peso - 100 partes em peso de pelo menos um pigmento ou de uma mistura de pigmentos, 0,1 parte em peso - 30 partes em peso de pelo menos um ligante (aglutinante) , e 1 parte em peso - 10 partes em peso de outros aditivos conhecidos de per se.If desired, it is possible to delineate the properties of the starting material by mixing the pulp with a chemical pulp in such a way that a muddy starting material (slurry) is achieved, which, however, comprises a significant amount (at least 30% by weight). weight) of chemomechanical pulp. Preferably softwood pulp is used as chemical pulp and in that case its percentage is 1% - 50% of the dry weight of the fibers of the raw material. However, it is also possible to use only chemomechanical poplar pulp. Paper pulp is first muddy to a proper consistency in a manner that is known per se (typically for a solids percentage of approximately 0.1% - 1%), after which it is spread over the wire (wire). ), where it is formed into a mesh (mesh) to form the paper or cardboard mesh. A filler such as calcium carbonate, CaCO 3, generally about 1 wt.% - 50 wt.% Of the weight of the fibers, can be added to the fiber slurry. The paper web may be surface ironed and / or equipped with a coating layer and, if desired, calendered (polished). Coating pastes can be used for single coating, pre-coating and surface coating. Triple coatings are possible, too. Generally, a coating in accordance with the present invention contains 10 parts by weight - 100 parts by weight of at least one pigment or a mixture of pigments, 0.1 parts by weight - 30 parts by weight of at least one binder (binder). ), and 1 part by weight - 10 parts by weight of other additives known per se.

Da maneira descrita anteriormente, é possível em concordância com a presente invenção, produzir a partir do material de polpa, redes que possuem excelentes propriedades de habilidade de impressão, boa suavidade (maciez) e alta opacidade e brilho. Exemplos de aplicações são papéis finos, papéis de impressão revestidos e papéis de brochura, e revestimentos (forros) de papelões de camada múltipla.In the manner described above, it is possible in accordance with the present invention to produce from the pulp material nets having excellent printability, good smoothness and high opacity and gloss properties. Examples of applications are thin paper, coated printing paper and brochure paper, and multilayer card coverings.

EXEMPLOS DA PRESENTE INVENÇÃOExamples of the present invention

Os seguintes exemplos não restritivos ilustram a presente invenção.The following non-restrictive examples illustrate the present invention.

Exemplo 1 Polpa CTMP de álamo foi preparada no laboratório sob as seguintes condições: Cavacos de madeira de álamo, que foram vaporizados em 100 °C por um período de 2 minutos - 5 minutos, foram impregnados com diferentes quantidades de hidróxido de sódio em uma pressão de 5 bar (absoluta) , em 80 °C por um período de 20 minutos em um Container fechado. Depois do que, a impregnação foi continuada por uns outros 20 minutos em um silo de reação aberto em 80 °C.Example 1 Poplar CTMP pulp was prepared in the laboratory under the following conditions: Poplar wood chips, which were vaporized at 100 ° C for a period of 2 minutes - 5 minutes, were impregnated with different amounts of sodium hydroxide at a pressure. 5 bar (absolute) at 80 ° C for a period of 20 minutes in a closed container. After that, the impregnation was continued for another 20 minutes in an open reaction silo at 80 ° C.

Os seguintes métodos, entre outros, foram utilizados para determinar as propriedades da polpa: massa volumosa cm3/g: EM 20534 dispersão m2/kg: ISO 9416 CSF ml: ISO 5267-2 fatias: "fatias Pulmac", quantidade de amostra 3 g e uma placa de fenda de 0,08 mm para 150 ml de polpa CFS e de 0,10 mm para 325 ml de polpa CFS. A Tabela 1 mostra o que acontece quando os cavacos de madeira de álamo tratados desta maneira foram refinados para um nível de habilidade de drenagem de 150 ml de CFS.The following methods, among others, were used to determine pulp properties: bulk mass cm3 / g: MS 20534 dispersion m2 / kg: ISO 9416 CSF ml: ISO 5267-2 slices: "Pulmac slices", sample quantity 3 g a 0.08 mm slit plate for 150 ml CFS pulp and 0.10 mm for 325 ml CFS pulp. Table 1 shows what happens when the poplar wood chips treated in this way have been refined to a drainage skill level of 150 ml CFS.

Tabela 1 Como a Tabela 1 mostra, utilizando a presente invenção é possível diminuir a dosagem de hidróxido de álcali, caso no qual a dispersão evidenciadamente aumenta sem aumento da porcentagem de fibra solta. Comparado com. o caso no qual uma quantidade convencional de álcali foi utilizada, a dispersão aumenta por mais do que 10 %. Surpreendentemente, a porcentagem de fibra solta foi ainda mais baixa do que na referência de 1,2 % de álcali. A Tabela 2 mostra a massa volumosa das polpas descritas anteriormente.As Table 1 shows, using the present invention it is possible to decrease the alkali hydroxide dosage, in which case the dispersion evidently increases without increasing the percentage of loose fiber. Compared to. In the case where a conventional amount of alkali has been used, the dispersion increases by more than 10%. Surprisingly, the percentage of loose fiber was even lower than in the 1.2% alkali reference. Table 2 shows the bulk mass of the pulps described above.

Tabela 2 Na Tabela 2 pode ser observado que a massa volumosa, também, é ligeiramente melhor do que no mesmo nível CSF.Table 2 In Table 2 it can be seen that the bulky mass, too, is slightly better than at the same CSF level.

As experimentações foram repetidas com cavacos de madeira de bétula. Impregnação· pressurizada de bétula (80 cC, 5 bar, 20 minutos) no· nível CSF de 325 ml produziu os seguintes valores de dispersão: Tabela 3 Neste caso, também, um aperfeiçoamento significativo na dispersão foi, por conseqüência, conseguido, embora a porcentagem de fibra solta remanescesse alta na experimentação. Entretanto, ela foi um terço mais baixa do que na referência.The experiments were repeated with birch wood chips. Pressurized birch impregnation (80 cC, 5 bar, 20 minutes) at the 325 ml CSF level produced the following dispersion values: Table 3 In this case, too, a significant improvement in dispersion was therefore achieved, although percentage of loose fiber remained high in the experiment. However, it was a third lower than in the reference.

No caso de bétula, uma dose de álcali reduzida não teve qualquer efeito considerável sobre a massa volumosa.In the case of birch, a reduced alkali dose had no considerable effect on bulk mass.

Exemplo 2: Impregnações de laboratório No laboratório, impregnações utilizando álamo e bétula foram executadas em pressão atmosférica normal, utilizando doses de álcali de 2,5 kg, 5 kg e 10 kg de UaOB/Adt de cavacos. A proporção madeira/líquido foi de 1 : 8, e a temperatura de 80 °C.Example 2: Laboratory Impregnations In the laboratory, poplar and birch impregnations were performed at normal atmospheric pressure using alkali doses of 2.5 kg, 5 kg and 10 kg chip UaOB / Adt. The wood / liquid ratio was 1: 8, and the temperature was 80 ° C.

Amostras foram tomadas a partir da solução de impregnação nos seguintes tempos: 15 minutos, 30 minutos, 1 hora e 3 horas a partir do começo do processo de impregnação. 0 material orgânico que foi dissolvido na solução de impregnação aumentou drasticamente com aumento de dose de álcali e como uma função do tempo de impregnação. Ao mesmo tempo, o COD dissolvido aumentou drasticamente, A Tabela 4 abaixo mostra os resultados, conseguidos no exemplo, do efeito da dose de álcali sobre a perda de fibra, nos 40 minutos de impregnação de laboratório de álamo.Samples were taken from the impregnation solution at the following times: 15 minutes, 30 minutes, 1 hour and 3 hours from the beginning of the impregnation process. The organic material that was dissolved in the impregnation solution increased dramatically with increasing alkali dose and as a function of the impregnation time. At the same time, dissolved DOC increased dramatically. Table 4 below shows the results, achieved in the example, of the effect of alkali dose on fiber loss in the 40 minutes of poplar laboratory impregnation.

Deveria também ser apontado que a perda de fibra foi determinada a partir da solução de impregnação antes da refinação. Refinação aumenta a quantidade de material dissolvido e, correspondentemente, ela aumenta a perda de fibra, quanto maior a dose de álcali, maior é a perda de fibra.It should also be noted that fiber loss was determined from the impregnation solution prior to refining. Refining increases the amount of dissolved material and, correspondingly, it increases fiber loss, the higher the alkali dose, the greater the fiber loss.

Tabela 4 A presente invenção foi descrita com referência para concretizações específicas e deverá ser observado por aqueles especializados no estado da técnica que a presente invenção não está limitada para tais concretizações, um número de modificações sendo conceptível dentro do escopo de proteção das reivindicações de patente subseqüentemente.The present invention has been described with reference to specific embodiments and it should be noted by those skilled in the art that the present invention is not limited to such embodiments, a number of modifications being conceivable within the scope of protection of the patent claims subsequently .

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Method of producing a chemical mechanical pulp from a wood raw material comprising wood chips, a method according to which: wood chips are contacted with an alkaline impregnation solution at an impregnation stage under conditions in which the impregnating solution penetrates the wood chips; and wood chips treated with the impregnation solution are refined to a desired drainage ability to produce pulp; characterized by the fact that: wood chips are deaerated, where the chips are vaporized at a high temperature, especially at about 80 ° C - 100 ° C, to remove air from these wood chips; and impregnating the deaerated wood chips thereby obtained with an overpressing alkaline impregnating solution in such a way that the impregnating solution is efficiently absorbed into the wood chips before they are refined, wherein, at the impregnation stage, an alkali metal hydroxide solution is used, the dose of which is a maximum of approximately 6 kg / Adt, preferably a maximum of approximately 4 kg / Adt.

Method according to claim 1, characterized in that: the vaporized wood chips are brought essentially at the temperature of the vaporization treatment to the impregnation stage; and in the impregnation stage, the temperature of the impregnation solution is kept below the temperature of the spray treatment.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the vaporized wood chips are fed to the impregnation stage by means of a screw press.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, such as sodium hydroxide, cooking liquor obtained from cooking chemical pulp, for example liquor White or green liquor, or sulfite compounds such as sodium sulfite, or mixtures thereof, is used as the impregnating solution.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the wood chips are impregnated with the alkaline impregnation solution for approximately 1 minute - 240 minutes, preferably approximately 5 minutes - 120 minutes, especially approximately 10 minutes. - 60 minutes.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the wood raw material is refined to a drainage ability which is 50 ml CSF - 500 ml CSF, preferably approximately 90 ml CSF - 150 ml CSF .

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the impregnation stage is approximately 30 ° C - 95 ° C, preferably approximately 40 ° C - 90 ° C.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the impregnation stage pressure is approximately 1.5 bar - 15 bar, preferably approximately 2 bar - 10 bar, absolute pressure.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that, at the impregnation stage, at least 85%, preferably at least 90%, more preferably at least 95%, of the pore volume of the wood chips is filled with the impregnation solution.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the impregnation is performed in several stages, in which case at least one of the stages is performed in superpressure and at least one stage in normal atmospheric pressure.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the vaporization of wood chips is carried out at least essentially at normal atmospheric pressure by using saturated or nearly saturated steam.

Chemomechanical pulp, characterized in that it is produced using a method as defined in any one of claims 1-11.