BRPI0711822A2

BRPI0711822A2 - processo para produção de pasta branqueada

Info

Publication number: BRPI0711822A2
Application number: BRPI0711822-8A
Authority: BR
Inventors: Iorj Tomoda; Yosuke Uchida; Hiroyuki Nagatani; Ayano Kawae; Takahiro Cho; Wakana Uesugi; Tetsuo Koshitsuka
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2012-01-17
Also published as: CN101443514B; WO2007132836A1; CA2652325C; ZA200809453B; JP4967451B2; BRPI0711822B1; CN102704305A; CN102704305B; US8864942B2; CA2652325A1; US8268123B2; JP2007308824A; US20090183845A1; EP2022887A1; US20130062026A1; EP2022887A4; CN101443514A; EP2022887B1

Abstract

PROCESSO PARA PRODUçãO DE PASTA BRANQUEADA. São fornecidos um processo para a produção de pasta branqueada, que compreende o processamento da pasta não branqueada obtida através do cozimento de uma substância de lignocelulose, para o branqueamento com álcali-oxigênio seguido pelo tratamento com ácido peroxomonossulfúrico e depois disso pelo tratamento de branqueamento isento de cloro de vários estágios partindo do tratamento com diáxido de cloro tratamento; um processo para a produção de pasta branqueada, que compreende o processamento da pasta não branqueada para o branqueamento com álcali-oxigênio seguido pelo tratamento de branqueamento isento de cloro ou pelo tratamento de branqueamento totalmente isento de cloro para branqueá-la até um grau de brilho de 70 até 89 % e seguido ainda pelo tratamento com ácido peroxomonossulfúrico; e papel produzido através do uso de uma pasta branqueada produzida de acordo com estes processos de produção, em um pH de produção de papel de no máximo 6. São fornecidos os processos de produção eficientes para pasta branqueada em que a resistência à reversão de coloração é aumentada no branqueamento isento de cloro e o aumento do custo do branqueamento é prevenido e o papel é produzido através do uso da pasta branqueada de acordo com um processo de produção de papel ácido.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE PASTA BRANQUEADA"

[Campo Técnico]

A presente invenção refere-se a um método para a produção de pasta branqueada partindo de material de lignocelulose. Mais precisamente, refere-se a um método para a produção de pasta branqueada através do branqueamento isento de cloro elementar ou do branqueamento totalmente isento de cloro, em que a resistência à reversão de coloração da pasta bran- queada é boa e o custo do branqueamento pode ser reduzido.

[Arte Fundamental]

O branqueamento de pasta para produção de papel é realizado em um tratamento de branqueamento de vários estágios. Até agora, no branqueamento de vários estágios, um reagente químico à base de cloro é utilizado como o agente de branqueamento. De forma concreta, através de uma combinação de cloro (C), hipoclorito (H) e dióxido de cloro (D), o bran- queamento é realizado em uma seqüência de, por exemplo, C-E-H-D ou C/D-E-H-E-D (C/D significa um estágio de branqueamento combinado com cloro/dióxido de cloro; e E significa um estágio de extração com álcali).

Entretanto, no branqueamento com os mesmos, estes reagentes químicos de branqueamento à base de cloro liberam, como subprodutos, compostos orgânicos de cloro que são prejudiciais ao ambiente e a poluição do ambiente com os resíduos de branqueamento que contêm tais compostos orgânicos de cloro é considerada problemática. Os compostos orgânicos de cloro são analisados e avaliados geralmente através de um método AOX, por exemplo, pela US Environment Agency (EPA: METHOD-9020).

Para reduzir e prevenir a liberação de compostos orgânicos de cloro como subprodutos, é mais eficiente reduzir a quantidade que será utili- zada de reagentes químicos à base de cloro ou não utilizá-los; e, em particu- lar, é um método mais eficiente não utilizar cloreto elementar no estágio ini- cial. A pasta produzida de acordo com um método de não utilização de cloro elementar, mas utilizando dióxido de cloro é referida como pasta ECF (isenta de cloro elementar); e a pasta produzida de acordo com um método de não utilização de reagente químico à base de cloro de forma alguma é referida como pasta TCF (totalmente isenta de cloro).

Como um método de branqueamento de pasta cozida/com ex- tração de Iignina por oxigênio com dióxido de cloro, não utilizando cloro ele- mentar no estágio inicial, geralmente conhecido é uma seqüência de D-Eo- D, D-Eop-D, D-Eo-D-D, D-Eop-D-D ou uma seqüência de D-Eo-P-D ou D- Eop-P-D (p ou P significa peróxido de hidrogênio, Eo significa um estágio de extração com álcali de oxigênio, Eop significa um estágio de extração com oxigênio/peróxido de hidrogênio); e como um método de branqueamento de utilização de ozônio (Z) no estágio inicial, é geralmente conhecida uma se- qüência de Z-Eop-D, Z-Eo-P-D ou Z/D-Eop-D ("/" entre ZeD significa um tratamento contínuo sem lavagem intermediária).

Entretanto, o dióxido de cloro e o ozônio são inferiores ao cloro convencionalmente utilizado no ponto da capacidade de remover o ácido hexenourônico (posteriormente aqui abreviado como "HexA") e, portanto, uma grande quantidade de HexA fica na pasta de branqueamento. O restan- te do HexA é uma causa da deterioração da resistência à reversão de colo- ração de pasta branqueada ECF ou TCF.

O HexA é uma substância resultante da extração de metanol em uma etapa de cozimento do ácido glucurônico ligado ao xilano, uma hemice- Iulose existente na pasta. Embora tenha uma pequena influência sobre o brilho da pasta, reage com permanganato de potássio, que possui uma liga- ção dupla na molécula e é contado na forma de um valor de permanganato de potássio (K) ou um valor κ (kappa).

Como um método de produção de papel, são conhecidos um método de produção de papel utilizando sulfato de alumínio e um método de produção de papel neutro utilizando carbonato de cálcio. O papel neutro se deteriora no ponto da resistência à reversão de coloração com o aumento no conteúdo de HexA do mesmo, mas o grau de deterioração é baixo; e a resis- tência à reversão de coloração do papel ácido produzido através do uso de sulfato de alumínio é particularmente deteriorada. A razão pela qual a resis- tência à reversão de coloração de papel feito de acordo com um método de produção de papel ácido é desconhecida atualmente, mas a existência de HexA e o uso de sulfato de alumínio podem ser a razão para isto.

Em um moinho de papel, em geral, o papel neutro e o papel áci- do são feitos separadamente partindo de pasta branqueada isenta de cloro transferida de uma série de equipamento de branqueamento, através do uso de um grande número de máquinas para produção de papel. Conseqüente- mente, utilizando a mesma pasta branqueada isenta de cloro transferida da mesma etapa de branqueamento, o papel ácido é produzido em uma linha e o papel neutro é produzido na outra linha. Neste caso, embora o papel pro- duzido na linha de produção de papel neutro não tenha problema, o papel produzido na linha de produção de papel ácido pode ter um problema da reversão de coloração.

Para prevenir a deterioração da resistência à reversão de colo- ração, é necessário aumentar a quantidade que será utilizada de dióxido de cloro ou de ozônio que possui a capacidade de remover HexA, removendo assim o HexA. Neste caso, entretanto, a pasta para papel neutro que não requer medidas contra a reversão de coloração tem que ser também bran- queada aumentando, portanto, muito o brilho da pasta e causando um pro- blema de enorme aumento no custo para o branqueamento.

No lugar da extração da Iignina da pasta não branqueada atra- vés do branqueamento com cloro ou através de uma combinação de cloro e dióxido de cloro, é conhecido um método de aplicação de um perácido tal como o ácido peroxomonossulfúrico para o branqueamento (por exemplo, ver as Referências de Patentes 1 até 7). A Referência de Patente 1 propõe um método de branqueamento TCF que compreende o tratamento com áci- do peroxomonossulfúrico e então com peróxido de hidrogênio alcalino.

A Referência de Patente 2 propõe um método de branqueamen- to através de uma combinação de enzima e ácido peroxomonossulfúrico.

A Referência de Patente 3 propõe um método de branqueamen- to através do tratamento com agente quelante, do tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino e do tratamento com ácido peroxomonossulfúrico a- pós o branqueamento com oxigênio. A Referência de Patente 4 propõe um método de branqueamen- to através de uma combinação de ácido peroxomonossulfúrico e ozônio.

A Referência de Patente 5 propõe um método que compreende o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico após o tratamento com agen- te quelante e então o tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino em tal ordem.

Os métodos divulgados pelas Referências de Patentes 1 até 5 mencionadas anteriormente são métodos que se referem ao tratamento de extração da Iignina em estágio inicial em uma etapa de branqueamento, mas as referências não possuem descrição em relação à remoção de HexA e ao aumento da resistência à reversão de coloração.

A Referência de Patente 6 propõe o tratamento com um peráci- do e um metal alcalino terroso no estágio final de branqueamento. Como o perácido, é utilizado o ácido peracético; mas o objetivo principal deste méto- do é aumentar o brilho; e a referência não possui descrição em relação à remoção de HexA e ao aumento da resistência à reversão de coloração.

A Referência de Patente 7 propõe um método de adição de um agente de branqueamento entre o tratamento de branqueamento e uma eta- pa de preparação, como um método pós-tratamento após o branqueamento. Como um agente de branqueamento, são mostrados o ozônio, o peróxido de hidrogênio, o ácido peracético, o ácido percarbônico, o ácido perbórico e o dióxido de tiouréia; mas o objetivo principal deste método é para o aumento do brilho e a referência não possui descrição em relação à remoção de HexA e ao aumento da resistência à reversão de coloração.

[Referência de Patente 1] JP-T 6-505063 [Referência de Patente 2] JP-T 7-150493 [Referência de Patente 3] JP-T 8-507332 [Referência de Patente 4] JP-T 8-511308 [Referência de Patente 5] JP-T 10-500178 [Referência de Patente 6] JP-T 2001 -527168 [Referência de Patente 7] JP-A 2004-169194 ["Divulgação da Invenção] Um objetivo da presente invenção é fornecer um método para a produção de pasta branqueada através do branqueamento isento de cloro ou do branqueamento totalmente isento de cloro, em que a resistência à re- versão de coloração da pasta branqueada para o papel ácido pode ser au- mentada e o custo do branqueamento pode ser reduzido e para fornecer papel produzido partindo da pasta branqueada através da produção de papel ácido.

As presentes invenções fizeram estudos cuidadosos de pasta cozida e branqueada com álcali-oxigênio e, como um resultado, descobriram que, no branqueamento isento de cloro de vários estágios de pasta bran- queada com álcali-oxigênio que começa partindo do tratamento com dióxido de cloro após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a quantidade de dióxido de cloro que será utilizada imediatamente após o tratamento e/ou no último estágio pode ser reduzida e que a resistência à reversão de colo- ração da pasta branqueada para papel ácido pode ser aumentada através da redução da quantidade de HexA na pasta branqueada e completaram uma primeira modalidade da presente invenção.

Ainda, os presentes inventores estudaram cuidadosamente a pasta que foi processada para branqueamento isento de cloro ou para bran- queamento totalmente isento de cloro após o cozimento e o branqueamento com álcali-oxigênio e, como um resultado, descobriram que, quando a pasta que foi processada para branqueamento isento de cloro ou para branquea- mento totalmente isento de cloro até um brilho pré-determinado é adicional- mente tratada com ácido peroxomonossulfúrico, então a resistência à rever- são de coloração da pasta branqueada para papel ácido pode ser aumenta- da e completaram uma segunda modalidade da presente invenção.

Especificamente, o presente pedido de patente inclui as inven- ções a seguir:

(1) Um método para a produção de pasta branqueada, que com- preende o processamento de pasta não branqueada obtida através do cozi- mento de uma substância de lignocelulose, para o branqueamento com álca- li-oxigênio seguido pelo tratamento com ácido peroxomonossulfúrico e de- pois disso através do tratamento de branqueamento isento de cloro de vários estágios partindo do tratamento com dióxido de cloro.

(2) O método para a produção de pasta branqueada de (1) aci- ma, em que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é seguido por lavagem.

(3) O método para a produção de pasta branqueada de (1) ou (2) acima, em que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é realizado de acordo com uma combinação de um pH de tratamento de 2 até 5, uma temperatura de tratamento de 40 até 70°C e um tempo de tratamento de 10 até 200 minutos.

(4) Um método para a produção de pasta branqueada, que com- preende o processamento da pasta não branqueada obtida através do cozi- mento de uma substância de lignocelulose, para o branqueamento com álca- li-oxigênio seguido pelo tratamento de branqueamento isento de cloro ou

pelo tratamento de branqueamento totalmente isento de cloro para bran- queá-la até um grau de brilho de 70 até 89 % e adicionalmente seguido pelo tratamento com ácido peroxomonossulfúrico.

(5) O método para a produção de pasta branqueada de (4) aci- ma, em que o valor de K da pasta após o tratamento de branqueamento i- sento de cloro ou o tratamento de branqueamento totalmente isento de cloro é de pelo menos 1,5.

(6) O método para a produção de pasta branqueada de (4) aci- ma, em que a quantidade de ácido hexenourônico na pasta após o tratamen- to de branqueamento isento de cloro ou o tratamento de branqueamento totalmente isento de cloro é de pelo menos 10 μmole/pasat(g).

(7) O método para a produção de pasta branqueada de qualquer um de (4) até (6) acima, em que o tratamento com ácido peroxomonossulfú- rico é realizado de acordo com uma combinação de um pH de tratamento de 3 até 4, uma temperatura de tratamento de 40 até 60°C e um tempo de tra- tamento de 2 até 5 horas.

(8) O método para a produção de pasta branqueada de qualquer um de (1) até (7) acima, em que um agente quelante e/ou um ácido policar- boxílico é utilizado no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico.

(9) O método para a produção de pasta branqueada de (8) aci- ma, em que o agente quelante é pelo menos um selecionado de EDTA, DT- PA1 NTA1 HEDTA1 EDTMPA1 DTPMPA e NTMPA.

(10) O método para a produção de pasta branqueada de (8) ou (9) acima, em que o agente quelante é adicionado em uma faixa de 0,02 até 0,3 % em massa em relação à pasta.

(11) O método para a produção de pasta branqueada de (8) a- cima, em que o ácido policarboxílico é pelo menos um selecionado de ácido oxálico, ácido succínico, ácido tartárico, ácido maléico, ácido fumárico, ácido itálico, ácido cítrico, ácido malônico, ácido adípico e ácido málico.

(12) O método para a produção de pasta branqueada de (8) ou (11) acima, em que o ácido policarboxílico é adicionado em uma faixa de 0,02 até 0,3 % em massa em relação à pasta.

(13) O método para a produção de pasta branqueada de qual- quer um de (1) até (12) acima, em que o ácido peroxomonossulfúrico é pre- parado através da mistura de ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio em uma proporção de mistura por mol, de ácido sulfúrico/peróxido de hidrogênio de 1/1 até 5/1.

(14) O método para a produção de pasta branqueada de qual- quer um de (1) até (13) acima, em que o branqueamento com álcali-oxigênio é realizado em vários reatores.

(15) Papel produzido através do uso da pasta branqueada pro- duzida de acordo com o método de produção de qualquer um de (1) até (14) acima, em um pH de produção de papel de no máximo 6.

De acordo com a primeira modalidade da presente invenção, uma pasta cozida e branqueada com álcali-oxigênio é pré-tratada com ácido peroxomonossulfúrico no branqueamento isento de cloro de vários estágios que começa partindo do tratamento com dióxido de cloro, em que não so- mente a extração de Iignina e a remoção de HexA pelo ácido peroxomonos- sulfúrico podem ser realizadas, mas também a extração de lignina e o efeito de remoção de HexA no estágio de dióxido de cloro podem ser realizados e, portanto, a quantidade do dióxido de cloro caro que será utilizada na etapa de branqueamento isenta de cloro de vários estágios pode ser assim reduzi- da. Em adição, o HexA apenas em quantidade extremamente pequena pode permanecer na pasta branqueada. Como um resultado, a resistência à re- versão de coloração da pasta branqueada para papel ácido pode ser aumen- tada e o custo de branqueamento pode ser reduzido.

De acordo com a segunda modalidade da presente invenção, o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico da pasta branqueada isenta de cloro ou totalmente isenta de cloro produz pasta branqueada através da utili- zação de uma torre estoque de pasta de branqueamento já existente, não requerendo o aumento na quantidade de dióxido de cloro e ozônio caros que serão utilizados e não requerendo qualquer equipamento de branqueamento adicional. Como um resultado, a resistência à reversão de coloração da pas- ta branqueada para papel ácido pode ser aumentada e o custo do branque- amento pode ser reduzido.

[Melhor Modo de Realizar a Invenção]

Não especificamente definida, a substância de Iignocelulose pa- ra uso na presente invenção inclui madeira dura, madeira mole, material sem ser de madeira tal como bambu e cânhamo e suas misturas. Destes, é prefe- rida a madeira dura partindo do ponto de vista que contém mais ácido glucu- rônico para produzir HexA. O método de cozimento para fornecer pasta para uso na presente invenção pode ser qualquer método de cozimento conheci- do de cozimento kraft, de cozimento com polissulfeto, de cozimento com so- da, de cozimento com sulfito alcalino ou similar. Em consideração da quali- dade da pasta, da eficiência de energia e similar, é preferido o cozimento kraft ou o cozimento com polissulfeto.

Por exemplo, no caso em que a lignocelulose de 10O % de ma- deira dura é submetida ao cozimento kraft, a sulfidez do líquido de cozimen- to kraft é geralmente de 5 até 75 %, preferencialmente de 15 até 45 %, a taxa de adição de álcali eficiente é geralmente de 5 até 30 % em massa por massa de madeira seca absoluta, preferencialmente de 10 até 25 % em massa e a temperatura de cozimento é geralmente de 130 até 170°C, prefe- rencialmente de 140 até 160°C. O método de cozimento pode ser um méto- do de cozimento contínuo ou um método de cozimento em batelada. No ca- so em que um digestor de cozimento contínuo é utilizado, pode ser empre- gado um método de cozimento modificado em que um líquido de cozimento é adicionado em vários pontos e o método de cozimento não é especifica- mente definido.

No cozimento, pode ser adicionado um promotor de cozimento no líquido de cozimento utilizado. O promotor pode ser um ou mais selecio- nados dos compostos ceto cíclicos conhecidos, por exemplo, benzoquinona, naftoquinona, antraquinona, antrona, fenantroquinona e substituintes alquila ou de núcleo amino de tais compostos de quinona e compostos de hidroqui- nona que são produtos reduzidos de tais compostos de quinona, tais como antrahidroquinona e compostos estáveis obtidos como intermediários na produção de antraquinona de acordo com um método de Diels-Alder, tais como compostos de 9,10-dicetohidroantraceno etc. Sua taxa de adição pode ser qualquer uma conhecida, por exemplo, em uma taxa de 0,001 até 1,0 % em massa por massa seca absoluta de lascas de madeira.

Na presente invenção, a pasta não branqueada obtida em um método de cozimento conhecido sofre extração de Iignina de acordo com um método de branqueamento com álcali-oxigênio, através de etapas de lava- gem, aspereza e limpeza. Um método de consistência média ou um método de consistência alta conhecido pode ser diretamente aplicado ao método de branqueamento com álcali-oxigênio que será utilizado na presente invenção; mas é preferido um método de consistência média em que a consistência da pasta é de 8 até 15 % em massa, que é atualmente empregada de forma geral na arte.

No método de branqueamento com álcali-oxigênio de acordo com o método de consistência média mencionado anteriormente, o hidróxido de sódio ou a solução branca de kraft oxidada pode ser utilizada como o ál- cali e o oxigênio proveniente de um método de processamento à temperatu- ra baixa, oxigênio proveniente de PSA (adsorção por oscilação de pressão), oxigênio proveniente de VSA (adsorção por oscilação de vácuo) ou similar pode ser utilizado como o gás de oxigênio.

O gás oxigênio e o álcali são adicionados a uma suspensão de pasta de consistência média em uma misturadora de consistência média, misturados completamente na mesma e então a mistura de pasta, oxigênio e álcali é alimentada sob pressão para dentro de uma torre de reator em que a mistura é mantida durante um período de tempo pré-determinado e ocorren- do a extração da Iignina ali. A taxa de adição de gás oxigênio é geralmente de 0,5 até 3 % em massa por massa de pasta seca absoluta, preferencial- mente de 1,0 até 2,5 % em massa e a taxa de adição de álcali é geralmente de 0,5 até 4 % em massa, preferencialmente de 1 até 3 % em massa. A temperatura de reação é geralmente de 80 até 120°C, preferencialmente de 90 até 110°C, o tempo de reação é geralmente de 15 até 100 minutos, prefe- rencialmente de 30 até 100 minutos e a consistência da pasta é geralmente de 8 até 15 % em massa. As outras condições podem ser as conhecidas.

Na presente invenção, o branqueamento com álcali-oxigênio mencionado anteriormente é realizado continuamente várias vezes na etapa de branqueamento com álcali-oxigênio, de forma a promover a extração de lignina o máximo possível e a reduzir o conteúdo de metais pesados e esta é uma modalidade preferida.

Preferencialmente, a pasta branqueada com álcali-oxigênio é então processada em uma etapa de lavagem.

O ácido peroxomonossulfúrico para uso na presente invenção não é especificamente definido no ponto de seu método de produção. Por exemplo, pode ser produzido através da hidrólise do ácido peroxidissulfúrico ou pode ser produzido através da mistura de peróxido de hidrogênio e ácido sulfúrico em uma proporção desejada. Também pode ser utilizado aqui um sal compósito de ácido peroxomonossulfúrico (2KHSO5KHSO4K2SO4), O- xone. Deste, o uso do ácido peroxomonossulfúrico preparado através da mistura de peróxido de hidrogênio em alta concentração e de ácido sulfúrico em alta concentração é preferida em consideração dos aspectos econômi- cos dos mesmos e esta é uma modalidade preferida.

Na produção do ácido peroxomonossulfúrico através da mistura de peróxido de hidrogênio e ácido sulfúrico, é preferido um método de adi- ção em gotas de ácido sulfúrico concentrado que possui geralmente uma concentração de 80 até 98 % em massa, preferencialmente de 93 até 96 % em massa, ao peróxido de hidrogênio aquoso que possui geralmente uma concentração de 20 até 70 % em massa, preferencialmente de 35 até 60 % em massa e de mistura dos mesmos.

A proporção de mistura em mol de ácido sulfúrico em relação ao peróxido de hidrogênio é geralmente de 1/1 até 5/1, preferencialmente de 2/1 até 4/1. Quando a concentração tanto de peróxido de hidrogênio quanto de ácido sulfúrico está incluída na faixa acima, a eficiência de produção de ácido peroxomonossulfúrico pode ser aumentada e o risco tal como incêndio pode ser evitado.

É descrita a seguir a primeira modalidade da presente invenção. A primeira modalidade é um método que compreende o branqueamento com álcali-oxigênio mencionado anteriormente seguido pelo tratamento com áci- do peroxomonossulfúrico e ainda através do tratamento de vários estágios de branqueamento isento de cloro partindo do tratamento com dióxido de cloro.

Em relação à condição de tratamento com ácido peroxomonos- sulfúrico na primeira modalidade da presente invenção, a taxa de adição de ácido peroxomonossulfúrico é geralmente de 0,01 até 2 % em massa por massa de pasta seca absoluta, preferencialmente de 0,1 até 1 % em massa. O pH de tratamento é geralmente de 1,5 até 6, preferencialmente de 2 até 5. O tempo de tratamento é geralmente de 1 minuto até 5 horas, preferencial- mente de 10 minutos até 200 minutos. A temperatura de tratamento é geral- mente de 20°C até 90°C, preferencialmente de 40°C até 70°C. A consistên- cia da pasta é geralmente de 5 até 30 %, preferencialmente de 8 até 15 %.

No tratamento com ácido peroxomonossulfúrico acima, o pH de tratamento é especialmente importante. Em geral, a faixa de pH é de 1,5 até 6, preferencialmente de 2 até 5. Quando a faixa de pH de tratamento é de 1,5 até 6,0, então a extração de Iignina pode ser realizada de forma quase constante. Por outro lado, a decomposição de HexA poderia ser máxima em um pH em torno de 3; e quando o pH ultrapassa 3, então o efeito pode ser gradualmente menor. Conseqüentemente, para a decomposição completa de HexA1 o pH é preferencialmente no máximo 5. Partindo do ponto de vista da prevenção da decomposição da celulose que será causada pelo radical formado na reação de ácido peroxomonossulfúrico e metal pesado, o pH é preferencialmente pelo menos 2. Quando o pH de tratamento está incluído dentro de uma faixa de 2 até 5, então a viscosidade após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico pode ser mantida alta mesmo que o pré- tratamento para a remoção de íons metálicos tal como o tratamento de que- lação seja omitido e após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, o branqueamento com dióxido de cloro pode ser realizado não através da ex- tração com álcali.

Como um método de controle do pH no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, pode ser utilizado qualquer álcali ou ácido conhecido. A taxa de adição de ácido peroxomonossulfúrico por si só pode ser alterada para o controle do pH no tratamento.

A pasta, após ser tratada com ácido peroxomonossulfúrico ante- riormente, é preferencialmente lavada. A lavagem previne que o componente decomposto e liberado na pasta durante o tratamento com ácido peroxomo- nossulfúrico seja transportado para a etapa de branqueamento isenta de cloro de vários estágios e previne que o componente reaja com o agente de branqueamento tal como dióxido de cloro no estágio de branqueamento para consumir de forma supérflua o agente de branqueamento. Na presente in- venção, o tipo e o número de máquinas de lavagem que serão utilizadas no estágio de lavagem não são especificamente definidos. Devido a sua alta eficiência de lavagem, é preferencialmente utilizada uma máquina de lava- gem do tipo prensa. Depois de lavada, a pasta é alimentada na etapa de branqueamento isenta de cloro de vários estágios.

No estágio inicial da etapa de branqueamento isenta de cloro de vários estágios, um estágio de branqueamento com dióxido de cloro é ne- cessariamente inserido. Através do tratamento com ácido peroxomonossul- fúrico e do tratamento com lavagem, a quantidade de HexA na pasta é redu- zida; e em adição, uma vez que a remoção de HexA é promovida no estágio de tratamento com dióxido de cloro, a quantidade de HexA na pasta após a etapa de branqueamento isenta de cloro de vários estágios pode ser reduzi- da mesmo que uma grande quantidade de dióxido de cloro não seja utiliza- da.

A condição de branqueamento com dióxido de cloro mencionado anteriormente não é especificamente definida e qualquer condição pode ser utilizada. Por exemplo, a taxa de adição de dióxido de cloro é de 0,1 até 2 % em massa por massa de pasta seca absoluta, preferencialmente de 0,3 até 1,5 % em massa; a temperatura de reação é geralmente de 30 até 80°C, preferencialmente de 40 até 70°C; o tempo de reação é de 5 até 180 minu- tos, preferencialmente de 30 até 120 minutos, o pH de reação é de 2,0 até 6,0, preferencialmente de 2,0 até 4,0. Quaisquer álcali e ácido conhecidos podem ser utilizados para o controle do pH. A consistência da pasta não é especificamente definida. Partindo do ponto de vista de operabilidade, é pre- ferencialmente de 8 até 15 % em massa.

A etapa de branqueamento isenta de cloro de vários estágios mencionada anteriormente não é especificamente definida, exceto que seu estágio inicial é um estágio de tratamento com dióxido de cloro. Em uma modalidade preferida, o segundo estágio é um estágio de extração com álca- li e o terceiro estágio e após este é constituído de uma combinação de um estágio de branqueamento com dióxido de cloro e um estágio de branquea- mento com álcali-peróxido de hidrogênio.

Em relação à condição no estágio de extração com álcali, a taxa de adição de álcali é geralmente de 0,5 até 3 % em massa por massa de pasta seca absoluta, preferencialmente de 0,5 até 2,0 % em massa, a tem- peratura de reação é geralmente de 60 até 120°C, preferencialmente de 60 até 80°C, o tempo de reação é geralmente de 15 até 120 minutos, a consis- tência da pasta é geralmente de 8 até 15 % em massa. Preferencialmente, o gás oxigênio é adicionado no estágio de extração com álcali. A taxa de adi- ção do gás oxigênio é geralmente de 0,1 até 3 % em massa por massa de pasta seca absoluta, preferencialmente de 0,1 até 1,0 % em massa. Mais preferencialmente, o peróxido de hidrogênio também é adicionado. A taxa de adição de peróxido de hidrogênio é geralmente de 0,05 até 2 % em massa por massa de pasta seca absoluta, preferencialmente de 0,1 até 1,0 % em massa.

No estágio de branqueamento com álcali-peróxido de hidrogê- nio, a taxa de adição de peróxido de hidrogênio é geralmente de 0,05 até 2 % em massa por massa de pasta seca absoluta, preferencialmente de 0,1 até 1,0 % em massa, a temperatura de reação é geralmente de 60 até 120°C, preferencialmente de 60 até 90°C, o tempo de reação é geralmente de 15 até 180 minutos, preferencialmente de 30 até 180 minutos, o pH é ge- ralmente de 10,5 até 12,0, preferencialmente de 11 até 11,5. Quaisquer álca- li e ácido conhecidos podem ser utilizados para o controle do pH. A consis- tência da pasta não é especificamente definida. Partindo do ponto de vista de operabilidade, esta é preferencialmente de 8 até 15 % em massa.

No estágio de tratamento com dióxido de cloro que será inserido exceto no estágio inicial, a taxa de adição de dióxido de cloro é geralmente de 0,1 até 1 % em massa por massa de pasta seca absoluta, preferencial- mente de 0,1 até 0,5 % em massa, a temperatura de reação é geralmente de 60 até 120°C, preferencialmente de 60 até 80°C, o tempo de reação é ge- ralmente de 15 até 300 minutos, preferencialmente de 60 até 180 minutos, o pH é geralmente de 3,0 até 6,0, preferencialmente de 4 até 5,5. Quaisquer álcali e ácido conhecidos podem ser utilizados para o controle do pH. A con- sistência da pasta não é especificamente definida. Partindo do ponto de vista de operabilidade, esta é preferencialmente de 8 até 15 % em massa.

É descrita a seguir a segunda modalidade da presente invenção. A segunda modalidade é um método que compreende o branqueamento com álcali-oxigênio mencionado anteriormente seguido pelo tratamento de branqueamento isento de cloro ou pelo tratamento de branqueamento total- mente isento de cloro e ainda pelo tratamento com ácido peroxomonossulfú- rico. Neste, a pasta branqueada através do tratamento de branqueamento isento de cloro ou de branqueamento totalmente isento de cloro para ter um brilho de 70 até 89 % é aplicada no tratamento com ácido peroxomonossul- fúrico.

A seqüência de branqueamento isento de cloro pode incluir uma seqüência de branqueamento ECF à base de dióxido de cloro de D-Ep-D, D- Eop-D, D-Ep-P-D, D-Eop-P-D, D-Ep-D-D, D-Eop-D-D, D-Ep-D-P ou D-Eop- D-P; uma seqüência de branqueamento ECF à base de ozônio de Z-Ep-D, Z-Eop-D, Z-Ep-P-D1 Z-Eop-P-D1 Z-Ep-D-D, Z-Eop-D-D ou Z-Ep-D-P; uma seqüência de branqueamento ECF à base de ozônio/dióxido de cloro de Z/D-Ep-D, Z/D-Eop-D, Z/D-Ep-P-D, Z/D-Eop-P-D, Z/D-Ep-D-D, Z/D-Eop-D-D, Z/D-Ep-D-P ou Z/D-Eop-D-P; e uma seqüência de branqueamento totalmen- te isento de cloro, seqüência de branqueamento TCF de Z-Ep-P, Z-Eop-P, Z- Ep-P-P, Z-Eop-P-P, Z-Ep-Q-P ou Z-Eop-Q-P. Entretanto, o tipo de seqüência de branqueamento não restringe de forma alguma a presente invenção.

O brilho da pasta branqueada na seqüência de branqueamento isento de cloro mencionada anteriormente de seqüência de branqueamento totalmente isento de cloro é de 70 até 89 % partindo do ponto de vista do equilíbrio entre o aumento de brilho e o custo do branqueamento, preferen- cialmente de 80 até 87 %. O valor de K, a quantidade de HexA que é o índi- ce do grau de reversão de coloração de pasta, é preferencialmente o mais baixo possível. Para isto, entretanto, uma grande quantidade de um agente de branqueamento é necessária e isto é problemático no ponto da redução da viscosidade da pasta e do aumento do custo. Conseqüentemente, como as propriedades da pasta adequadas para o método da presente invenção capaz de resolver os problemas tanto de reversão de coloração da pasta quanto de aumento do custo do branqueamento, o valor de K é preferenci- almente pelo menos 1,5 e a quantidade de HexA é preferencialmente pelo menos 10 μmoles/pasat(g).

A pasta branqueada na seqüência de branqueamento isento de cloro ou na seqüência de branqueamento totalmente isento de cloro mencio- nada anteriormente para possuir os dados desejados de brilho, valor de K e quantidade de HexA é alimentada na etapa de tratamento com ácido pero- xomonossulfúrico. Partindo do ponto de vista de remoção do componente de COD (demanda de oxidação química) da pasta no estágio final do tratamen- to de branqueamento isento de cloro ou do tratamento de branqueamento totalmente isento de cloro, a pasta é preferencialmente lavada antes da eta- pa de tratamento com ácido peroxomonossulfúrico.

Em relação à condição de tratamento com ácido peroxomonos- sulfúrico na segunda modalidade da presente invenção, a taxa de adição de ácido peroxomonossulfúrico é geralmente de 0,01 até 2 % em massa por massa de pasta seca absoluta, preferencialmente de 0,1 até 1 % em massa. O pH de tratamento é geralmente de 1,0 até 12,0, preferencialmente de 1,0 até 6,0, mais preferencialmente de 2,0 até 4,0. O tempo de tratamento é ge- ralmente de 10 minutos até 12 horas, preferencialmente de 30 minutos até 6 horas, mais preferencialmente de 2 até 5 horas. A temperatura de tratamen- to é geralmente de 40°C até 100°C, preferencialmente de 45°C até 70°C, mais preferencialmente de 40 até 60°C. A consistência da pasta é geralmen- te de 5 até 30 %, mas uma consistência maior da pasta é preferida. Prefe- rencialmente, esta é de 10 até 30 %.

A viscosidade da pasta tratada com ácido peroxomonossulfúrico na segunda modalidade da presente invenção pode ser menor, mas rara- mente. Como um método para prevenir a redução da viscosidade, o trata- mento com ácido peroxomonossulfúrico pode ser realizado a uma tempera- tura baixa durante um período de tempo longo ou o pH após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico pode ser controlado, através do que a re- dução pode ser evitada. Especificamente, quando a temperatura do trata- mento com ácido peroxomonossulfúrico é mantida incluindo-se de 40 até 60°C e o tempo de tratamento é de 2 até 5 horas, então a redução da visco- sidade pode ser prevenida. Quando um álcali ou um ácido conhecido é adi- cionado de forma a fazer com que o pH após o tratamento com ácido pero- xomonossulfúrico seja incluído dentro de uma faixa de 3 até 4, então a redu- ção da viscosidade pode ser prevenida. O controle dos três fatores de tem- peratura de tratamento, de tempo de tratamento e de pH de tratamento para estarem incluídos dentro da faixa anterior pode ser mais eficiente para pre- venir a redução da viscosidade.

Partindo do ponto de vista de prevenção da redução da viscosi- dade da pasta durante o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico na primeira e na segunda modalidades da presente invenção, preferencialmen- te, um agente quelante, um ácido policarboxílico ou a mistura dos mesmos é utilizada no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico. O agente que- lante inclui aqueles do tipo ácido carboxílico tais como ácido etilenodiamina- tetraacético (EDTA), ácido dietilenotriamina-pentaacético (DTPA) e ácido nitrilotriacético (NTA); e aqueles do tipo ácido fosfônico tais como ácido 1- hidroxiletilideno-1,1 -difosfônico (HEDPA), ácido etilenodiamina- tetra(metilenofosfônico) (EDTMPA), ácido dietilenotriamina- penta(metilenofosfônico) (DTPMPA) e ácido nitrilotri(metilenofosfônico) (NTMPA).

A quantidade do agente quelante que será utilizada fica geral- mente dentro de uma faixa de 0,02 até 0,3 %, preferencialmente de 0,02 até 0,2 % (na forma da % em massa em relação à pasta). Quando a quantidade do agente quelante que será utilizada for de 0,3 % ou mais, então a capaci- dade de remoção de HexA do ácido peroxomonossulfúrico pode ser menor; e quando for de 0,02 % ou menos, então a redução da viscosidade da pasta não poderia ser prevenida.

O ácido policarboxílico inclui ácido oxálico, ácido succínico, áci- do tartárico, ácido maléico, ácido fumárico, ácido ftálico, ácido cítrico, ácido malônico, ácido adípico e ácido málico.

A quantidade do ácido policarboxílico que será utilizada fica pre- ferencialmente dentro de uma faixa de 0,02 % até 0,3 % (na forma da % em massa em relação à pasta). Quando a quantidade do ácido policarboxílico que será utilizada for de 0,3 % ou mais, então a capacidade de remoção de HexA do ácido peroxomonossulfúrico pode ser menor; e quando for de 0,02 % ou menos, então a redução da viscosidade da pasta não poderia ser pre- venida.

Quando uma mistura de um agente quelante e um ácido policar- boxílico for utilizada, sua quantidade fica preferencialmente dentro de uma faixa de 0,02 % até 0,3 % (na forma da % em massa em relação à pasta). Quando a quantidade do ácido policarboxílico que será utilizada for de 0,3 % ou mais, então a capacidade de remoção de HexA do ácido peroxomonos- sulfúrico pode ser menor; e quando for de 0,02 % ou menos, então a redu- ção da viscosidade da pasta não poderia ser prevenida.

A pasta branqueada produzida de acordo com o método de pro- dução da presente invenção pode ser alimentada em uma etapa de produ- ção de papel diretamente como está através de uma etapa de armazena- mento ou pode ser alimentada em uma etapa de produção de papel após ser processada para o controle do pH. A pasta branqueada foi processada na etapa de tratamento com ácido peroxomonossulfúrico e, portanto, é prefe- rencialmente alimentada em uma etapa de produção de papel ácido. O papel da presente invenção é produzido geralmente em um pH de produção de papel de no máximo 6 na etapa de produção de papel ácido.

A primeira característica da presente invenção é como a seguir: No caso em que o branqueamento com cloro convencional é convertido em branqueamento isento de cloro ou em branqueamento totalmente isento de cloro, especialmente no caso de pasta madeira dura, o HexA que participa da reversão de coloração de papel permanece muito na pasta branqueada causando, portanto, um problema em que a resistência à reversão de colo- ração do papel é deteriorada. Para isto, uma grande quantidade de dióxido de cloro e ozônio tem que ser utilizada no método convencional causando, portanto, um problema em que o custo dos reagentes químicos aumenta e o brilho do papel aumenta muito. De acordo com o método de produção da presente invenção para resolver estes problemas, o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é realizado no estágio anterior de branqueamento i- sento de cloro ou no estágio posterior de branqueamento isento de cloro ou de branqueamento totalmente isento de cloro, não aumentando a quantidade de dióxido de cloro e ozônio, através do que a quantidade de HexA rema- nescente na pasta branqueada pode ser reduzida e em adição, o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico pode ser eficientemente realizado utilizan- do o equipamento tal como a torre estoque antes e depois da etapa de bran- queamento isento de cloro.

A segunda característica é que, no caso em que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é aplicado no estágio anterior de branque- amento isento de cloro, a eficiência do tratamento com dióxido de cloro do estágio seguinte aumenta e a quantidade de dióxido de cloro que será utili- zada pode ser assim reduzida.

A terceira característica é que, no caso em que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é aplicado no estágio posterior de bran- queamento isento de cloro ou de branqueamento totalmente isento de cloro, a quantidade de HexA remanescente na pasta branqueada é pequena e o HexA pode ser removido com custos de reagentes químicos reduzidos.

A quarta característica é que o uso adicional de um agente que- Iante e/ou de um ácido policarboxílico no tratamento com ácido peroxomo- nossulfúrico pode prevenir completamente a redução dá viscosidade da pas- ta através do tratamento com ácido peroxomonossulfúrico.

O método de produção da presente invenção é para prevenir a degradação da resistência à reversão de coloração de papel produzido par- tindo de pasta branqueada isenta de cloro ou de pasta branqueada totalmen- te isenta de cloro de acordo com um método de produção de papel ácido, em que é utilizado o ácido peroxomonossulfúrico capaz de ser produzido partindo de materiais baratos de acordo com um método barato e o HexA é economicamente e eficientemente removido e como um resultado, a resis- tência à reversão de coloração mencionada anteriormente pode ser aumen- tada.

[Exemplos]

A presente invenção é descrita de forma concreta com referên- cia aos Exemplos a seguir, aos quais, entretanto, a presente invenção não deve ser limitada.

A não ser que seja indicado especificamente de outra maneira, o valor de kappa, o valor de permanganato de potássio (valor de K), a viscosi- dade da pasta, o brilho da pasta e o conteúdo de HexA da pasta foram me- didos de acordo com os métodos mencionados abaixo e a resistência à re- versão de coloração da pasta foi avaliada de acordo com o método mencio- nado abaixo. "%" indicando a taxa de adição de reagentes químicos nos E- xemplos e nos Exemplos Comparativos é % em massa por massa de pasta seca absoluta.

(1) Medida do valor de kappa da pasta:

O valor de kappa é medido de acordo com JIS P 8211.

(2) Medida do valor de permanganato de potássio (valor de K) da pasta:

O valor de permanganato de potássio é medido de acordo com TAPPI UM 253.

(3) Medida da viscosidade da pasta:

A viscosidade da pasta é medida de acordo com J. TAPPI méto- do N2 44.

(4) Medida do brilho da pasta:

A pasta branqueada é dispersa na água, então moldada em uma folha que possui um peso de 60 g/m2 de acordo com JIS P 8209 e o brilho da pasta é medido de acordo com JIS P 8148.

(5) Avaliação da resistência à reversão de coloração da pasta (cálculo do valor de PC):

Produção de folhas: a pasta branqueada é dispersa na água, então controlada para ter um pH de 4,5 com sulfato de alumínio adicionado à mesma e então moldada em uma folha que possui um peso de 60 g/m2, que é seca durante a noite à temperatura ambiente com uma secador de ar.

A folha é ajustada sob uma condição de 80°C e uma umidade relativa de 65 % durante 24 horas e partindo do brilho da mesma antes e depois da reversão da coloração, o valor de PC (ácido) é calculado de acor- do com a fórmula a seguir, avaliando assim a resistência à reversão de colo- ração da pasta. Em geral, quando a pasta possui um valor de PC de no má- ximo 4,5, a resistência à reversão de coloração da pasta é avaliada como boa sem problemas.

Valor de PC = [{(1-brilho após a reversão de coloração)2/(2xbrilho após a reversão de coloração)2}-{(1-brilho antes da reversão de colora- ção)2/(2xbrilho antes da reversão de coloração)2}]x100.

Para o valor de PC (neutro), uma folha é moldada da mesma maneira que anteriormente, mas é controlada para ter um pH de 7 sem utili- zar sulfato de alumínio e a resistência à reversão de coloração da pasta é avaliada.

(6) Medida do conteúdo de HexA da pasta:

São tiradas amostras de 5 g, na forma de sua massa seca abso- luta, de pasta completamente lavada, é adicionada água ultra pura às mes- mas para levar a 150 mL como a quantidade de água total; e então 0,0564 g de ácido fórmico e 0,0208 g de formato de sódio são adicionados às mes- mas e bem agitados. Após a agitação, tudo é transferido para dentro de um recipiente de pressão, processado a 110°C durante 5 horas para a hidrólise ácida de HexA. Após o tratamento, isto é filtrado e os produtos da hidrólise ácida de HexA, ácido 2-furan-carboxílico e 5-carbóxi-2-furanaldeído existen- tes na solução separada através da filtração são determinados quantitativa- mente através de HPLC. Partindo do total de suas quantidades molares, é fornecida a quantidade de HexA original.

Primeiramente, é descrito de forma concreta o caso de tratamen- to da pasta com ácido peroxomonossulfúrico no estágio anterior de bran- queamento ECF.

Exemplo de Produção 1 (Exemplo de Produção do ácido peroxomonossulfúrico)

300,24 g (3 moles) de ácido sulfúrico comercial a 96% foram a- dicionados em 68,02 g (1 mol) de peróxido de hidrogênio aquoso 50 mas.% comercial para produzir ácido peroxomonossulfúrico. A concentração do áci- do peroxomonossulfúrico produzido era de 415 g/litro.

Exemplo 1:

900 g, na forma de peso seco absoluto, de lascas de madeira misturadas de 70 % de eucalipto e 30 % de acácia foram coletados e cozi- dos pelo processo kraft em uma autoclave com aquecimento indireto de la- boratório sob a condição de: proporção de líquidos 4, álcali eficiente por massa seca absoluta de lascas de madeira 17 %, sulfidez do líquido de co- zimento 25 %, temperatura de cozimento 160°C e tempo de cozimento 120 minutos. Depois, os resíduos e a pasta foram separados e a pasta foi limpa por meio de uma peneira plana equipada com uma placa de peneira com 10 cortes, fornecendo assim 432 g, na forma de peso seco absoluto, de pasta kraft não branqueada possuindo um brilho de 38,9 %, um valor de kappa de 18,2 e uma viscosidade de pasta de 43,3 mPa-s.

70,0 g, na forma de peso seco absoluto, da pasta kraft não branqueada foram coletados, 2,0 %, por massa de pasta seca absoluta, de hidróxido de sódio foram adicionados, então isto foi diluído com água que foi submetida à troca tônica para ter uma consistência da pasta de 10 % e colo- cado dentro de uma autoclave com aquecimento indireto. Na hipótese do branqueamento com álcali-oxigênio em uma condição fluxo ascendente em uma torre de reator com altura de 50 metros, 99,9% de gás oxigênio com- primido comercial foram injetados dentro da mesma sob uma pressão ma· nométrica de 1 MPa, então o conteúdo foi reagido a 95 até 100°C durante 50 minutos com degaseificação de forma que a pressão manométrica poderia ser reduzida a uma taxa de 0,01 MPa/min. Após a reação, esta foi adicio- nalmente degaseificada para ter uma pressão manométrica de no máximo 0,05 MPa e então a pasta foi tirada da autoclave, lavada com 7 litros de á- gua que foi submetida à troca iônica e a água foi eliminada. Obtida dessa maneira, a pasta tinha um brilho de 51,3 %, um valor de kappa de 9,4 e uma viscosidade da pasta de 23,3 mPa s.

60 g, na forma da massa seca absoluta, da pasta kraft branque- ada com álcali-oxigênio foram coletados, colocados dentro de um saco plás- tico e diluídos com água que foi submetida à troca iônica para ter uma con- sistência controlada da pasta de 10 %. Depois, o ácido peroxomonossulfúri- co obtido no Exemplo de Produção 1 anterior foi adicionado aos mesmos a uma taxa de adição de 0,28 % por massa de pasta seca absoluta isto foi i- merso em um banho de água com termostato a 60°C durante 60 minutos para o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico. O pH da suspensão da pasta no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico era de 3,0. A pasta obtida foi diluída com água que foi submetida à troca iônica até 3 %, a água foi eliminada e foi lavada através de um funil de Buchner. Obtida dessa ma- neira, a pasta tinha um brilho de 55,0 %, um valor de kappa de 8,4 e uma viscosidade da pasta de 20,2 mPa-s. 55 g, na forma da massa seca absoluta, da pasta após o trata- mento com ácido peroxomonossulfúrico foram coletados, colocados em um saco plástico e diluídos com água que foi submetida à troca iônica para pos- suir uma consistência controlada da pasta de 10 %. Depois, o dióxido de cloro foi adicionado aos mesmos em uma quantidade de 0,6 % por massa de pasta seca absoluta e isto foi imerso em um banho de água com termostato a 60°C durante 60 minutos para o estágio de tratamento D1. O pH da sus- pensão da pasta após o tratamento era de 2,2. A pasta obtida foi diluída com água que foi submetida à troca iônica até 3 %, a água foi eliminada e foi Ia- vada através de um funil de Buchner.

50 g, na forma da massa seca absoluta, da pasta após o estágio D1 foram coletados, colocados em um saco plástico e diluídos com água que foi submetida à troca iônica para ter uma consistência controlada da pasta de 10 %. Depois, 1,0 %, por massa de pasta seca absoluta, de hidró- xido de sódio e 0,3 % de peróxido de hidrogênio foram adicionados aos mesmos e bem misturados e, depois disso, isso foi transferido para dentro de uma autoclave com aquecimento indireto de aço inoxidável de 2 litros, então comprimido com gás oxigênio comprimido comercial possuindo uma pureza de 99,9 % de forma a ter uma pressão manométrica de 0,15 MPa e reagido a 70°C durante 20 minutos. A seguir, uma suspensão da pasta foi tirada da autoclave, transferida novamente para dentro de um saco plástico, então imersa em um banho de água com termostato a 70°C durante 70 mi- nutos para a extração no estágio E/OP. Depois do tratamento, o pH da sus- pensão da pasta era de 11,5. A pasta obtida foi diluída com água que foi submetida à troca iônica até 3 %, então a água foi extraída e foi lavada atra- vés de um funil de Buchner.

45 g, na forma da massa seca absoluta, da pasta após o estágio E/OP foram colocados dentro de um saco plástico, diluídos com água que foi submetida à troca iônica para ter uma consistência controlada da pasta de 10 %. A seguir, 0,2 %, por massa de pasta seca absoluta, de dióxido de clo- ro e 0,05 % de hidróxido de sódio foram adicionados aos mesmos e imersos em um banho de água com termostato a 70°C durante 180 minutos para o branqueamento em estágio D2. 0 pH da suspensão da pasta após o estágio D2 era de 5,5. A pasta obtida foi diluída com água que foi submetida à troca iônica até 3 %, então a água foi extraída e foi lavada através de um funil de Buchner. Obtida dessa maneira, a pasta branqueada tinha um brilho de 86,0 %, um valor de kappa de 1,0, um conteúdo de HexA de 4,9 μmoles/ρasta(g), uma viscosidade de 14,1 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

O pH no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, as propri- edades (brilho, valor de kappa, viscosidade) da pasta após o tratamento, a soma total da taxa de adição de dióxido de cloro, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e o valor de PC são mostrados na Tabela 1.

Exemplo 2:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que 0,6 %, por massa de pasta seca absoluta, de ácido sulfúrico foi adicionado no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico para alterar des- sa maneira o pH no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico para 2,0 e que a taxa de adição de dióxido de cloro no estágio D1 foi alterada para 0,65 %. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,8 %, um valor de kappa de 8,5 e uma viscosidade da pasta de 19.7 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 85,9 %, um valor de K de 1,0, um conteúdo de HexA de 5,0 μmoles/ρasta(g), uma viscosidade de 13.8 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

Exemplo 3:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que 2,0 %, por massa de pasta seca absoluta, de ácido sulfúrico fo- ram adicionados no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico para alterar dessa maneira o pH no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico para 1,5 e que a taxa de adição de dióxido de cloro no estágio D1 foi alterada para 0,7 %. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,5 %, um valor de kappa de 8,7 e uma viscosidade da pasta de 18,8 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 85,8 %, um valor de K de 1,1, um conteúdo de HexA de 5,3 μmoles/pasta(g), uma viscosidade de 13,2 mPa-s e um valor de PC de 3,0.

Exemplo 4:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que 0,4 %, por massa de pasta seca absoluta, de hidróxido de sódio foi adicionado no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico para alterar dessa maneira o pH no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico para 5,0 e que a taxa de adição de dióxido de cloro no estágio D1 foi alterada para 0,65 %. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 55,3 %, um valor de kappa de 8,4 e uma viscosidade da pasta de 20,9 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 85,8 %, um valor de K de 1,0, um conteúdo de HexA de 5,1 μmoles/pasta(g), uma viscosidade de 16,2 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

Exemplo 5:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que 0,6 %, por massa de pasta seca absoluta, de hidróxido de sódio foi adicionado no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico para alterar dessa maneira o pH no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico para 6,0 e que a taxa de adição de dióxido de cloro no estágio D foi alterada para 0,7 %. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 55,8 %, um valor de kappa de 8,9 e uma viscosidade da pasta de 21,5 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 85,9 %, um valor de K de 1,2, um conteúdo de HexA de 5,5 μη"ΐοΙβ5/ρ35ί3^), uma viscosidade de 16,7 mPa-s e um valor de PC de 3,1.

Exemplo 6:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que a hipótese do branqueamento com álcali-oxigênio em uma con- dição fluxo ascendente em uma torre de reator com altura de 50 metros foi alterada para a hipótese do branqueamento com álcali-oxigênio de dois es- tágios com duas torres de reator com altura de 25 metros, em que 99,9% de gás oxigênio comprimido comercial foram injetados para dentro das mesmas sob uma pressão manométrica de 1 MPa1 então o conteúdo foi reagido a 95°C durante 25 minutos com degaseificação de forma que a pressão ma- nométrica poderia ser reduzida a uma taxa de 0,01 MPa/min, portanto, 99,9% de gás oxigênio comprimido comercial foram injetados para dentro das mesmas sob uma pressão manométrica de 1 MPa e então o conteúdo foi reagido a 95 até 100°C durante 25 minutos com degaseificação de foram que a pressão manométrica poderia ser reduzida a uma taxa de 0,01 MPa/min e que a taxa de adição de dióxido de cloro no estágio D1 foi altera- da para 0,5 %. Após o branqueamento com álcali-oxigênio, a pasta tinha um brilho de 52,5 %, um valor de kappa de 8,9 e uma viscosidade da pasta de 22,0 mPa-s; e após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 56,5 %, um valor de kappa de 7,7 e uma viscosidade da pasta de 19,6 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 86,0 %, um valor de K de 0,9, um conteúdo de HexA de 4,6 μmoles/pasta(g), uma visco- sidade de 16,2 mPa-s e um valor de PC de 2,7.

O pH no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, as propri- edades (brilho, valor de kappa, viscosidade) da pasta após o tratamento, a soma total da taxa de adição de dióxido de cloro, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e o valor de PC são mostrados na Tabela 1. Exemplo 7:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que a lavagem após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi omitido e que a taxa no estágio D1 era de 0,65 %. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 55,0 %, um valor de kappa de 8,4 e uma viscosidade da pasta de 20,2 mPa-s. A pasta branquea- da tinha um brilho de 86,0 %, um valor de K de í,0, um conteúdo de HexA de 5,1 μmoles/ρasta(g), uma viscosidade de 14,1 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

Exemplo 8:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi realizado a uma temperatura de 40°C e que a taxa no estágio D1 era de 0,65 %. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,8 %, um valor de kappa de 8,6 e uma viscosidade da pasta de 20,8 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 85,9 %, um valor de K de 1,0, um con- teúdo de HexA de 5,0 μmoles/ρasta(g), uma viscosidade de 14,5 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

Exemplo 9:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi realizado a 25°C e que a taxa no estágio D1 era de 0,75 %. Após o tratamento com áci- do peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,1 %, um valor de kappa de 8,9 e uma viscosidade da pasta de 22,1 mPa-s. A pasta branquea- da tinha um brilho de 86,1 %, um valor de K de 1,0, um conteúdo de HexA de 5,0 μmoles/ρasta(g), uma viscosidade de 15,3 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

Exemplo 10:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi realizado a 70°C e que a taxa no estágio D1 era de 0,6 %. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 55,2 %, um valor de kappa de 8,4 e uma viscosidade da pasta de 19,6 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 86,2 %, um valor de K de 1,0, um conteúdo de HexA de 4,8 μmoles/ρasta(g), uma viscosidade de 13,9 mPa-s e um valor de PC de 2,8.

Exemplo 11:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi realizado a 90°C e que a taxa no estágio D1 era de 0,65 %. Após o tratamento com áci- do peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,3 %, um valor de kappa de 8,8 e uma viscosidade da pasta de 17,9 mPa-s. A pasta branquea- da tinha um brilho de 85,8 %, um valor de K de 1,0, um conteúdo de HexA de 5,2 μmoles/ρasta(g), uma viscosidade de 12,8 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

O pH no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, as propri- edades (brilho, valor de kappa, viscosidade) da pasta após o tratamento, a soma total da taxa de adição de dióxido de cloro, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e o valor de PC são mostrados na Tabela 1. Exemplo 12:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi realizado du- rante 10 minutos e que a taxa no estágio D1 era de 0,65 %. Após o trata- mento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,9 %, um valor de kappa de 8,6 e uma viscosidade da pasta de 20,5 mPa-s. A pas- ta branqueada tinha um brilho de 85,7 %, um valor de K de 1,0, um conteúdo de HexA de 5,2 μmoles/pasta(g), uma viscosidade de 15,0 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

Exemplo 13:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi realizado du- rante 5 minutos e que a taxa no estágio D1 era de 0,7 %. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,0 %, um va- lor de kappa de 8,9 e uma viscosidade da pasta de 21,2 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 86,1 %, um valor de K de 1,0, um conteúdo de HexA de 5,2 μmoles/pasta(g), uma viscosidade de 15,0 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

Exemplo 14:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi realizado du- rante 200 minutos e que a taxa no estágio D1 era de 0,6 %. Após o trata- mento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,7 %, um valor de kappa de 8,3 e uma viscosidade da pasta de 19,4 mPa-s. A pas- ta branqueada tinha um brilho de 85,8 %, um valor de K de 1,0, um conteúdo de HexA de 4,8 μιτιοίβε^είβ^), uma viscosidade de 13,7 mPa-s e um valor de PC de 2,9.

Exemplo 15:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi realizado du- rante 300 minutos e que a taxa no estágio D1 era de 0,6 %. Após o trata- mento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,2 %, um valor de kappa de 8,2 e uma viscosidade da pasta de 17,1 mPa s. A pas- ta branqueada tinha um brilho de 85,5 %, um valor de K de 0,9, um conteúdo de HexA de 4,7 μιτιοΐββ/ρβείβίς), uma viscosidade de 12,6 mPa-s e um valor de PC de 2,8.

Exemplo 16:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que um agente quelante EDTA era adicionado em uma quantidade de 0,1 % em relação à pasta, no tratamento com ácido peroxomonossulfúri- co. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,8 %, um valor de kappa de 8,5 e uma viscosidade da pasta de 20,0 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 85,8 %, um valor de K de 1,2, um conteúdo de HexA de 5,5 μηιοΙβ5/ρ35ί3^), uma viscosidade de 14,0 mPa-s e um valor de PC de 3,1.

Exemplo 17:

Era realizada a mesma operação que no Exemplo 3, exceto pelo fato de que um agente quelante EDTA era adicionado em uma quantidade de 0,1 % em relação à pasta, no tratamento com ácido peroxomonossulfúri- co. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,6 %, um valor de kappa de 8,7 e uma viscosidade da pasta de 20,2 mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 85,8 %, um valor de K de 1,1, um conteúdo de HexA de 5,2 μmoles/ρasta(g), uma viscosidade de 14,1 mPa-s e um valor de PC de 3,1.

Exemplo 18:

Era realizada a mesma operação que no Exemplo 3, exceto pelo fato de que um ácido policarboxílico, ácido oxálico era adicionado em uma quantidade de 0,1 % em relação à pasta, no tratamento com ácido peroxo- monossulfúrico. Após o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a pasta tinha um brilho de 54,7 %, um valor de kappa de 8,6 e uma viscosidade da pasta de 20, mPa-s. A pasta branqueada tinha um brilho de 85,9 %, um valor de K de 1,1, um conteúdo de HexA de 5,0 μmoles/ρasta(g), uma viscosidade de 14,1 mPa-s e um valor de PC de 3,0.

Exemplo Comparativo 1:

Foi realizada a mesma operação que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi omitido e que a taxa de adição de dióxido de cloro no estágio D1 foi alterada para 0,8 %. A pasta branqueada tinha um brilho de 85,5 %, um valor de K de 2,2, um con- teúdo de HexA de 10,3 μΓηοΙβε/ρβείαίς), uma viscosidade de 16,0 mPa-s e um valor de PC de 6,9.

Exemplo Comparativo 2:

No Exemplo 1, o tempo de branqueamento com álcali-oxigênio foi prolongado para 70 minutos para a obtenção de uma pasta que possui um brilho de 55,1 %, um valor de kappa de 8,4 e uma viscosidade da pasta de 20,6 mPa-s. A pasta foi branqueada da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto pelo fato de que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi omitido. A pasta branqueada tinha um brilho de 86,0 %, um valor de K de 1,5, um conteúdo de HexA de 6,2 μηιοΙβε/ρΒεΙβ^), uma viscosidade de 15,3 mPa-s e um valor de PC de 3,4.

As propriedades (brilho, valor de kappa, viscosidade) da pasta antes do branqueamento do estágio D1, a soma total da taxa de adição de dióxido de cloro, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e o valor de PC são mos- trados na Tabela 1. Tabela 1

<table>table see original document page 34</column></row><table> Os Exemplos 1 até 18 são comparados com o Exemplo Compa- rativo 1. É sabido que, em um processo em que a pasta não branqueada obtida através do cozimento de uma substância de lignocelulose é proces- sada para o branqueamento com álcali-oxigênio e então processada em uma etapa de branqueamento ECF que compreende um estágio de bran- queamento com dióxido de cloro como o estágio inicial, quando um estágio de tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é fornecido antes da etapa de branqueamento ECF, então a quantidade de dióxido de cloro necessária para a produção de pasta branqueada que possui um brilho desejado pode ser reduzida. Conseqüentemente, como um resultado, o custo do branque- amento pode ser reduzido. Ainda, é sabido que, quando o estágio de trata- mento com ácido peroxomonossulfúrico é fornecido antes da etapa de bran- queamento ECF, então o conteúdo de HexA da pasta que possui um brilho desejado pode ser enormemente reduzido. Conseqüentemente, como um resultado, o valor de PC pode ser enormemente reduzido e a resistência à reversão de coloração da pasta pode ser aumentada.

O Exemplo 1 é comparado com o Exemplo 7. É sabido que, quando o estágio de tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é seguido por lavagem, então seu efeito é dessa maneira aumentado.

Os Exemplos 1, 2 e 4 são comparados com os Exemplos 3 e 5. É sabido que, quando o estágio de tratamento com ácido peroxomonossulfú- rico é controlado para ter um pH de 2 até 5, então seu efeito é aumentado dessa maneira. Os Exemplos 1, 8 e 10 são comparados com os Exemplos 9 e 11. É sabido que, quando o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é controlado para ter uma temperatura de tratamento de 40°C até 70°C, então seu efeito é aumentado dessa maneira e, em adição, o tratamento pode ser realizado sem diminuir a qualidade da pasta.

Os Exemplos 1, 12 e 14 são comparados com os Exemplos 13 e 15. É sabido que, quando o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é controlado para levar um tempo de tratamento de 10 até 200 minutos, então seu efeito é aumentado dessa maneira e, em adição, o tratamento pode ser realizado sem reduzir a qualidade da pasta. Especificamente, quando a combinação das condições do está- gio de tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é tal que o pH é de 2 até 5, a temperatura de tratamento é de 40 até 70°C e o tempo de tratamento é de 10 até 200 minutos, então o tratamento pode ser realizado mais eficien- temente sem diminuir a qualidade da pasta.

O Exemplo 3 é comparado com os Exemplos 17 e 18. É sabido que a adição de EDTA ou de ácido oxálico como um agente de prevenção da redução da viscosidade pode resolver o problema de que a viscosidade da pasta diminui quando o pH após o tratamento com ácido peroxomonos- sulfúrico é de 1,5 ou, quer dizer, que a adição pode prevenir a redução da viscosidade.

O Exemplo 1 é comparado com o Exemplo 6. É sabido que o tratamento de branqueamento com álcali-oxigênio de vários estágios aumen- ta adicionalmente seu efeito.

O Exemplo 1 é comparado com o Exemplo Comparativo 2. O estágio de tratamento com ácido peroxomonossulfúrico adicional antes da etapa de branqueamento de vários estágios aumenta a remoção de HexA durante o tratamento de branqueamento de vários estágios.

O Exemplo 1 é comparado com os Exemplos 2, 3, 4 e 5. Quando o ácido peroxomonossulfúrico produzido através da mistura dos ingredientes em uma proporção em mol de ácido sulfúrico/peróxido de hidrogênio = 3/1 é utilizado, então o sistema pode ter um pH de tratamento de 3, em que a re- moção de HexA pode ser a mais alta mesmo quando qualquer agente de controle de pH adicional não for utilizado.

É descrito a seguir de forma concreta o caso de tratamento com ácido peroxomonossulfúrico da pasta após o branqueamento ECF.

Foi utilizada uma pasta A de material L que foi processada para oxigênio-extração de Iignina através do cozimento kraft/branqueamento com álcali-oxigênio. As propriedades da pasta A são mostradas abaixo.

Brilho de Hunter 48,3 %; valor de K 6,8; viscosidade 23,3 mPa-s; conteúdo de HexA 43,2 μmoles/pasat(g).

Exemplo de Produção 2 (Exemplo de Produção de ácido pero- xomonossulfúrico)

86,44 g (1,764 mol) de 98 mas.% de ácido sulfúrico foram adi- cionados gradualmente e em gotas em 50 g (0,882 mol) de 60 mas.% de peróxido de hidrogênio aquoso, levando 45 minutos mantendo a temperatura do líquido a 60°C. A concentração do ácido peroxomonossulfúrico gerado era de 32,6 mas.%.

Exemplos 19 até 23:

A pasta A que foi processada para o branqueamento com álcali- oxigênio após o cozimento kraft foi branqueada de acordo com uma seqüên- cia de branqueamento D-Eop-D sob a condição de branqueamento a seguir e então processada para o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico para fornecer a pasta branqueada.

Estágio Inicial D:

O dióxido de cloro foi adicionado na pasta A em uma quantidade de 0,6 % e a pasta foi processada sob a condição de uma consistência da pasta de 10 % e uma temperatura de 60°C durante 60 minutos. Após a rea- ção, esta foi diluída com água limpa (água da torneira filtrada) até uma con- sistência da pasta de 2,5 % e então a água foi extraída até uma consistência da pasta de 20 % e lavada.

Eop:

1,0 % de hidróxido de sódio, 0,15 % de oxigênio e 0,3 % de pe- róxido de hidrogênio foram adicionados na pasta após o Estágio Inicial D acima e a pasta foi processada sob a condição de uma consistência da pas- ta de 10 % e uma temperatura de 60°C durante 60 minutos. Após a reação, esta foi diluída com água limpa (água da torneira filtrada) até uma consistên- cia da pasta de 2,5 % e então a água foi extraída até uma consistência da pasta de 20 % e lavada.

Estágio Final D:

0,3 % de dióxido de cloro foi adicionado na pasta após o estágio Eop acima e a pasta foi processada sob a condição de uma consistência da pasta de 10 % e uma temperatura de 70°C durante 180 minutos. Após a re- ação, esta foi diluída com água limpa (água da torneira filtrada) até uma consistência da pasta de 2,5 % e então a água foi extraída até uma consis- tência da pasta de 20 % e lavada.

Em uma etapa de lavagem realizada após o tratamento de bran- queamento em cada estágio, um grau de lavagem era de 89,6 %. Um grau de lavagem significa quanto do líquido na pasta branqueada é trocado por um líquido de lavagem. Por exemplo, quando há 900 g de um líquido em 100 g de pasta branqueada, então 3000 g de um líquido de lavagem podem ser adicionados na pasta gerar uma consistência da pasta de 2,5 %. Ainda, quando a pasta sofre extração da água até uma consistência da pasta de 20 %, então a quantidade do líquido na pasta é de 400 g.

Conseqüentemente, (3900 - 400)/3900 χ 100 = 89,6 % e isto significa que o líquido que existiu originalmente na pasta foi removido até um grau de 89,6 % através de um tratamento de lavagem. Tratamento com Ácido Peroxomonossulfúrico:

O ácido peroxomonossulfúrico obtido no Exemplo de Produção 2 foi adicionado na pasta após o Estágio Final D, na proporção mostrada na Tabela 2 (separadamente 0,3 %, 0,6 %, 0,9 %, 1,2 %, 1,5 %) e a pasta foi processada sob a condição de uma consistência da pasta de 20 % e uma temperatura de 70°C durante 120 minutos para fornecer a pasta branquea- da. A quantidade de ácido peroxomonossulfúrico adicionada, o brilho da pas- ta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA1 a viscosidade e o valor de PC (ácido) são mostrados na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 3:

A pasta A que foi processada para branqueamento com oxigênio após cozimento kraft foi branqueada de acordo com uma seqüência de branqueamento D-Eo-D sob a condição de branqueamento a seguir, para produzir assim a pasta branqueada.

Estágio Inicial D:

O dióxido de cloro foi adicionado na pasta A em uma quantidade de 1,1 % e a pasta foi processada sob a condição de uma consistência da pasta de 10 % e uma temperatura de 60°C durante 60 minutos. Após a rea- ção, esta foi diluída com água limpa (água da torneira filtrada) até uma con- sistência da pasta de 2,5 % e então a água foi extraída até uma consistência da pasta de 20 % e lavada.

Eo:

0,8 % de hidróxido de sódio e 0,15 % de oxigênio foram adicio- nados na pasta após o Estágio Inicial D acima e a pasta foi processada sob a condição de uma consistência da pasta de 10 % e uma temperatura de 60°C durante 60 minutos. Após a reação, esta foi diluída com água limpa (água da torneira filtrada) até uma consistência da pasta de 2,5 % e então a água foi extraída até uma consistência da pasta de 20 % e lavada.

Estágio Final D:

0,3 % de dióxido de cloro foi adicionado na pasta após o estágio Eo acima e a pasta foi processada sob a condição de uma consistência da pasta de 10 % e uma temperatura de 70°C durante 180 minutos. A pasta obtida foi diluída com água limpa (água da torneira filtrada) até uma consis- tência da pasta de 2,5 % e então a água foi extraída até uma consistência da pasta de 20 % e lavada.

O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de He- xA, a viscosidade e o valor de PC (ácido) são mostrados na Tabela 2.

Exemplo Comparativo 4:

Da mesma maneira que no Exemplo Comparativo 3, a pasta branqueada foi obtida de acordo com uma seqüência de branqueamento D- Eop-D, para a qual, entretanto, 0,6 % de dióxido de cloro foi adicionado no Estágio Inicial D, 1,0 % de hidróxido de sódio, 0,15 % de oxigênio e ainda 0,3 % de peróxido de hidrogênio foram adicionados no estágio Eo para se tornar um estágio Eop e 0,3 % de dióxido de cloro foi adicionado no Estágio Final D. O brilho da pasta branqueada,o valor de Κ, o conteúdo de HexA, a viscosidade e o valor de PC (ácido) são mostrados na Tabela 2. Tabela 2

<table>table see original document page 40</column></row><table>

Como na Tabela 2, o branqueamento ECF à base de dióxido de cloro não utilizando peróxido de hidrogênio (Exemplo Comparativo 3) requer uma grande quantidade de dióxido de cloro para a obtenção da pasta bran- queada que possui um valor de K de no máximo 1,5 e um valor de PC de no máximo 4,5 ambos em um nível menor de problemas no ponto da resistência à reversão de coloração da mesma. Como um resultado, ocorreram proble- mas no fato de que o brilho da pasta aumentou muito e o custo do branque- amento aumentou. Por outro lado, no Exemplo Comparativo 4, o peróxido de hidrogênio foi utilizado para prevenir que o custo do branqueamento aumen- tasse; entretanto, neste, o valor de K era alto e a quantidade de HexA rema- nescente era grande e ocorreu um problema no fato de que o valor de PC ácido aumentou. Os Exemplos 19 até 23 em que o ácido peroxomonossulfú- rico foi utilizado para resolver os problemas mencionados acima o método de branqueamento ECF convencional; e nestes, o valor de K era reduzido e o HexA remanescente foi eficientemente removido e como um resultado, o valor de PC da pasta para a produção de papel ácido poderia ser reduzido até uma faixa livre de problemas. Exemplo Comparativo 5:

Da mesma maneira que no Exemplo Comparativo 4, a pasta branqueada foi obtida de acordo com uma seqüência de branqueamento D- Eop-D, para a qual, entretanto, 0,70 % de dióxido de cloro foi adicionado no Estágio Inicial D e 0,25 % de peróxido de hidrogênio foi adicionado no está- gio Eop. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA, a viscosidade e o valor de PC (ácido) são mostrados na Tabela 3.

Exemplo Comparativo 6:

Da mesma maneira que no Exemplo Comparativo 4, a pasta branqueada foi obtida de acordo com uma seqüência de branqueamento D- Eop-D, para a qual, entretanto, 0,80 % de dióxido de cloro foi adicionado no Estágio Inicial D e 0,20 % de peróxido de hidrogênio foi adicionado no está- gio Eop. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA, a viscosidade e o valor de PC (ácido) são mostrados na Tabela 3.

Exemplo Comparativo 7:

Da mesma maneira que no Exemplo Comparativo 4, a pasta branqueada foi obtida de acordo com uma seqüência de branqueamento D- Eop-D, para a qual, entretanto, 0,90 % de dióxido de cloro foi adicionado no Estágio Inicial D e 0,15 % de peróxido de hidrogênio foi adicionado no está- gio Eop. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA, a viscosidade e o valor de PC (ácido) são mostrados na Tabela 3.

Exemplo 24:

Da mesma maneira que no Exemplo Comparativo 5, o branque- amento isento de cloro foi realizado de acordo com uma seqüência de bran- queamento D-Eop-D. 0,25 % de ácido peroxomonossulfúrico foi adicionado na pasta obtida e a pasta foi processada sob a condição de uma consistên- cia da pasta de 20 % e uma temperatura de 70°C durante 120 minutos para fornecer a pasta branqueada. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA, a viscosidade e o valor de PC (ácido) são mostrados na Tabela 4.

Exemplo 25:

Da mesma maneira que no Exemplo Comparativo 6, o branque- amento isento de cloro foi realizado de acordo com uma seqüência de bran- queamento D-Eop-D. 0,2 % de ácido peroxomonossulfúrico foi adicionado na pasta obtida e a pasta foi processada sob a condição de uma consistência da pasta de 20 % e uma temperatura de 70°C durante 120 minutos para for- necer a pasta branqueada. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA, a viscosidade e o valor de PC (ácido) são mostrados na Tabela 4.

Exemplo 26:

Da mesma maneira que no Exemplo Comparativo 7, o branque- amento isento de cloro foi realizado de acordo com uma seqüência de bran- queamento D-Eop-D. 0,1 % de ácido peroxomonossulfúrico foi adicionado na pasta obtida e a pasta foi processada sob a condição de uma consistência da pasta de 20 % e uma temperatura de 70°C durante 120 minutos para for- necer a pasta branqueada. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA, a viscosidade e o valor de PC (ácido) são mostrados na Tabela 4.

Tabela 3

<table>table see original document page 42</column></row><table> Tabela 4

<table>table see original document page 43</column></row><table>

Como na Tabela 3, na pasta para produção de papel neutro nos

Exemplos Comparativos 3 até 7 que não utilizam o ácido peroxomonossulfú- rico, o valor de PC pretendido de no máximo 4,5 podia ser atingido mesmo quando o valor de K era maior que 1,5 e o conteúdo de HexA era maior que 10 μmoles/pasta(g). Por outro lado, a pasta para produção de papel ácido não poderia ter o valor de PC pretendido. Entretanto, como na Tabela 4, nos Exemplos 19 e 24 até 26, a pasta para produção de papel ácido podia atingir o valor de PC pretendido através do tratamento com ácido peroxomonossul- fúrico. Conseqüentemente, quando a mesma pasta branqueada isenta de cloro é moldada em papel de acordo com um método de produção de papel neutro e um método de produção de papel ácido, a pasta para produção de papel ácido pode ser tratada com ácido peroxomonossulfúrico através do que o peróxido de hidrogênio barato pode ser utilizado na etapa de branque- amento isento de cloro e, como um resultado, pode ser produzida a pasta branqueada isenta de cloro barata.

Exemplos 27 até 31:

Da mesma maneira que no Exemplo 20, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, um agente quelante de DTPA, EDTA, NTA1 EDTMPA ou DTPMPA foi utilizado em uma quantidade de 0,1 % no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico no Exemplo 20. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e a viscosidade são mostrados na Tabela 5. Tabela 5

<table>table see original document page 44</column></row><table>

Como na Tabela 5, a adição do agente quelante resolveu com- pletamente o problema de alguma redução da viscosidade da pasta através do tratamento com ácido peroxomonossulfúrico.

Exemplos 32 até 36:

Da mesma maneira que no Exemplo 27, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, o DTPA foi utilizado em uma quantida- de de 0,02 %, 0,05 %, 0,1 %, 0,2 %, 0,3 % ou 0,5 %. O brilho da pasta bran- queada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e a viscosidade são mostrados na Tabela 6.

Exemplos 37 até 41:

Da mesma maneira que no Exemplo 28, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, o EDTA foi utilizado em uma quantida- de de 0,02 %, 0,05 %, 0,1 %, 0,2 %, 0,3 % ou 0,5 %. O brilho da pasta bran- queada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e a viscosidade são mostrados na Tabela 6. Tabela 6

<table>table see original document page 45</column></row><table>

Como na Tabela 6, o agente de prevenção da redução da visco- sidade, DTAP e EDTA é pouco eficiente quando sua quantidade utilizada é muito pequena ou é ineficiente quando sua quantidade utilizada é muito grande. Conseqüentemente, a quantidade do agente quelante que será adi- cionada fica mais adequadamente dentro de uma faixa de 0,02 % até 0,3 %. Exemplos 42 até 51:

Da mesma maneira que no Exemplo 20, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, o ácido oxálico, o ácido succínico, o ácido fumárico, o ácido maléico, o ácido itálico, o ácido tartárico, o ácido cí- trico, o ácido malônico, o ácido adípico ou o ácido málico foi utilizado em uma quantidade de 0,1 % no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico no Exemplo 20. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de He- xA e a viscosidade são mostrados na Tabela 7.

Tabela 7

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Como na Tabela 7, a adição de ácido policarboxílico resolveu completamente o problema resolveu completamente o problema de alguma redução da viscosidade da pasta através do tratamento com ácido peroxo- monossulfúrico. Exemplos 52 até 56:

Da mesma maneira que no Exemplo 42, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, o ácido oxálico foi utilizado em uma quantidade de 0,02 %, 0,05 %, 0,2 %, 0,3 % ou 0,5 %. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e a viscosidade são mostra- dos na Tabela 8.

Exemplos 57 até 61:

Da mesma maneira que no Exemplo 43, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, o ácido succínico foi utilizado em uma quantidade de 0,02 %, 0,05 %, 0,2 %, 0,3 % ou 0,5 %. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e a viscosidade são mostra- dos na Tabela 8.

Tabela 8

<table>table see original document page 47</column></row><table> <table>table see original document page 48</column></row><table>

Como na Tabela 8, o agente de prevenção da redução da visco- sidade, ácido oxálico e ácido succínico é pouco eficiente quando sua quanti- dade utilizada é muito pequena ou é ineficiente quando sua quantidade utili- zada é muito grande. Conseqüentemente, a quantidade do ácido policarboxí- lico que será adicionada está mais adequadamente dentro de uma faixa de 0,02 % até 0,3 %.

Exemplos 62 até 65:

Da mesma maneira que no Exemplo 20, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, uma mistura de ácido succínico e ED- TA na proporção mostrada na Tabela 9 abaixo foi utilizada em uma quanti- dade de 0,1 % no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico no Exemplo 20. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e a vis- cosidade são mostrados na Tabela 9. Tabela 9

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Como na Tabela 9, o uso combinado de ácido policarboxílico e agente quelante resolveu completamente o problema de redução da viscosi- dade através do tratamento com ácido peroxomonossulfúrico.

Exemplos 66 até 68:

Da mesma maneira que no Exemplo 20, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, a temperatura de tratamento para o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico no Exemplo 20 foi alterada para 40°C, 50°C ou 60°C e o tempo de tratamento para tal foi alterado para 5 ho- ras, 4 horas ou 2,5 horas. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o con- teúdo de HexA e a viscosidade são mostrados na Tabela 10.

Tabela 10

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Como na Tabela 10, para resolver o problema de redução da viscosidade através do tratamento com ácido peroxomonossulfúrico, a otimi- zação da temperatura de tratamento e do tempo de tratamento é eficiente, através do que o valor de K pretendido e o conteúdo de HexA pretendido poderiam ser atingidos mantendo a viscosidade da pasta.

Exemplos 69 até 77:

Da mesma maneira que no Exemplo 20, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, o hidróxido de sódio foi utilizado em uma quantidade de 1,0%, 1,30%, 1,60%, 1,70%, 1,78%, 1,85%, 1,90%, 2,06% ou 2,13% e o pH de tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi controlado como na Tabela 11 abaixo. O brilho da pasta branqueada, o valor de Κ, o conteúdo de HexA e a viscosidade são mostrados na Tabela 11.

Tabela 11

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Como na Tabela 11, quando o pH de tratamento com ácido pe- roxomonossulfúrico era menor que 3, então a viscosidade da pasta diminuía enormemente; e quando era maior que 4, a redução da viscosidade da pasta era pequena, mas a remoção de HexA era fraca. Conseqüentemente, a faixa de pH que satisfaz os objetivos de prevenir a redução da viscosidade da pasta e de aumentar a remoção de HexA no tratamento com ácido peroxo- monossulfúrico fica entre 3 e 4.

Exemplos 78 até 80:

Da mesma maneira que nos Exemplos 66 até 68, foi produzida a pasta branqueada, para a qual, entretanto, o hidróxido de sódio foi utilizado em uma quantidade de 1,86 %, 1,78 % ou 1,72 % e o pH de tratamento com ácido peroxomonossulfúrico foi controlado como na Tabela 12 abaixo. O va- lor de K da pasta branqueada, o conteúdo de HexA e a viscosidade são mostrados na Tabela 12.

Tabela 12

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Como na Tabela 12, quando a temperatura de tratamento era controlada dentro de uma faixa de 40 até 60°C e o pH de tratamento ficava dentro de uma faixa de 3 até 4, então a redução da viscosidade da pasta poderia ser mais prevenida de forma mais eficiente enquanto o efeito de re- moção de HexA era mantido.

[Aplicabilidade Industrial]

O método para a produção de pasta de branqueamento da pre- sente invenção compreende uma etapa de tratamento com ácido peroxomo- nossulfúrico que pode ser preparada partindo de um material barato de a- cordo com um processo barato, no estágio posterior ou no estágio anterior da etapa de branqueamento isento de cloro ou no estágio posterior da etapa de branqueamento totalmente isento de cloro, produzindo assim de forma econômica a pasta branqueada da qual o HexA é removido de forma eficien- te. Em particular, a pasta branqueada pode ser aplicada em um processo de produção de papel ácido, em que a resistência à reversão de coloração da pasta branqueada do papel ácido produzido pode ser aumentada.

Claims

1. Processo para a produção de pasta branqueada, que com- preende o processamento da pasta não branqueada obtida através do cozi- mento de uma substância de lignocelulose, para o branqueamento com álca- li-oxigênio seguido pelo tratamento com ácido peroxomonossulfúrico e de- pois disso pelo tratamento de branqueamento isento de cloro de vários está- gios partindo do tratamento com dióxido de cloro tratamento.

2. Processo para a produção de pasta branqueada como reivin- dicado na reivindicação 1, em que o tratamento com ácido peroxomonossul- fúrico é seguido por lavagem.

3. Processo para a produção de pasta branqueada como reivin- dicado na reivindicação 1 ou 2, em que o tratamento com ácido peroxomo- nossulfúrico é realizado de acordo com uma combinação de um pH de tra- tamento de 2 até 5, uma temperatura de tratamento de 40 até 70°C e um tempo de tratamento de 10 até 200 minutos.

4. Processo para a produção de pasta branqueada, que com- preende o processamento da pasta não branqueada obtida através do cozi- mento de uma substância de lignocelulose, para o branqueamento com álca- li-oxigênio seguido pelo tratamento de branqueamento isento de cloro ou pelo tratamento de branqueamento totalmente isento de cloro ára branqueá- Ia até um grau de brilho de 70 até 89 % e seguido adicionalmente pelo tra- tamento com ácido peroxomonossulfúrico.

5. Processo para a produção de pasta branqueada como reivin- dicado na reivindicação 4, em que o valor de K da pasta após o tratamento de branqueamento isento de cloro ou após o tratamento de branqueamento totalmente isento de cloro é de pelo menos 1,5.

6. Processo para a produção de pasta branqueada como reivin- dicado na reivindicação 4, em que a quantidade de ácido hexenourônico na pasta após o tratamento de branqueamento isento de cloro ou após o trata- mento de branqueamento totalmente isento de cloro é de pelo menos 10 μmoles/ρasta(g).

7. Processo para a produção de pasta branqueada como reivin- dicado em qualquer uma das reivindicações 4 até 6, em que o tratamento com ácido peroxomonossulfúrico é realizado de acordo com uma combina- ção de um pH de tratamento de 3 até 4, uma temperatura de tratamento de 40 até 60°C e um tempo de tratamento de 2 até 5 horas.

8. Processo para a produção de pasta branqueada como reivin- dicado na reivindicação 1 ou 4, em que um agente quelante e/ou um ácido policarboxílico é utilizado no tratamento com ácido peroxomonossulfúrico.

9. Processo para a produção de pasta branqueada como reivin- dicado na reivindicação 8, em que o agente quelante é pelo menos um sele- cionado de EDTA, DTPA, NTA, HEDTA, EDTMPAj DTPMPA e NTMPA.

10. Processo para a produção de pasta branqueada como rei- vindicado na reivindicação 8, em que o agente quelante é adicionado em uma faixa de 0,02 até 0,3 % em massa em relação à pasta.

11. Processo para a produção de pasta branqueada como rei- vindicado na reivindicação 8, em que o ácido policarboxílico é pelo menos um selecionado de ácido oxálico, ácido succínico, ácido tartárico, ácido ma- léico, ácido fumárico, ácido ftálico, ácido cítrico, ácido malônico, ácido adípi- co e ácido málico.

12. Processo para a produção de pasta branqueada como rei- vindicado na reivindicação 8, em que o ácido policarboxílico é adicionado em uma faixa de 0,02 até 0,3 % em massa em relação à pasta.

13. Processo para a produção de pasta branqueada como rei- vindicado na reivindicação 1 ou 4, em que o ácido peroxomonossulfúrico é preparado através da mistura de ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio em uma proporção de mistura em mol, de ácido sulfúrico/peróxido de hidrogênio de 1/1 até 5/1.

14. Processo para a produção de pasta branqueada como rei- vindicado na reivindicação 1 ou 4, em que o branqueamento com álcali- oxigênio é realizado em vários reatores.

15. Papel produzido através do uso da pasta branqueada produ- zida de acordo com o processo de produção da reivindicação 1 ou 4, em um pH de produção de papel de no máximo 6.