ES2221529B1 - Procedimiento para la deslignificacion de pastas de celulosa. - Google Patents
Procedimiento para la deslignificacion de pastas de celulosa.Info
- Publication number
- ES2221529B1 ES2221529B1 ES200201617A ES200201617A ES2221529B1 ES 2221529 B1 ES2221529 B1 ES 2221529B1 ES 200201617 A ES200201617 A ES 200201617A ES 200201617 A ES200201617 A ES 200201617A ES 2221529 B1 ES2221529 B1 ES 2221529B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- cellulose
- activity
- cellulose pulp
- broth
- enzymatic treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
- D21C5/005—Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Procedimiento para la deslignificación de pastas de celulosa. El procedimiento comprende someter a una pasta de celulosa refinada a un tratamiento enzimático con lacasa o con un caldo que contiene actividad lacasa, opcionalmente en presencia de un mediador, y lavar la mezcla de reacción con agua o con una solución acuosa alcalina. Este procedimiento puede utilizarse en el blanqueo de la pasta de celulosa. De utilidad en la producción de papel.
Description
Procedimiento para la deslignificación de pastas
de celulosa.
La invención se relaciona con la reducción
enzimática de lignina residual en pastas de celulosa y su empleo
en el blanqueo de la pasta de celulosa.
La pasta de celulosa obtenida mediante el proceso
al sulfato presenta un color marrón debido principalmente a la
lignina residual contenida en la pasta resultante. Los procesos de
blanqueo de la pasta de celulosa persiguen el objetivo de eliminar
la lignina residual contenida en la pasta de celulosa.
Los métodos convencionales para el blanqueo de la
pasta de celulosa al sulfato comprenden el empleo de agentes de
blanqueo tales como agentes clorados o peróxido de hidrógeno. El
empleo de agentes; clorados, por ejemplo dióxido de cloro, conduce
a la formación de subproductos organoclorados indeseados, tales como
cloroligninas, productos caracterizados por su toxicidad, que
permanecen en la solución de blanqueo agotada y constituyen un
serio problema medioambiental. Los métodos basados en el empleo de
peróxido de hidrógeno no rinden resultados totalmente
satisfactorios.
Existe, por tanto, la necesidad de proporcionar
un procedimiento alternativo para el blanqueo de la pasta de
celulosa que sea más respetuoso con el medio ambiente y rinda
resultados satisfactorios.
La invención se enfrenta con el problema de
proporcionar un procedimiento alternativo de blanqueo de pasta de
celulosa que sea respetuoso con el medio ambiente y proporcione
pastas de calidad.
La solución proporcionada por la presente
invención se basa en que los inventores han observado que el
tratamiento enzimático de una pasta de celulosa refinada con lacasa
o con un caldo que contiene actividad lacasa, tal como el
procedente del cultivo de un hongo basidomiceto productor de dicha
actividad enzimática, reduce significativamente el contenido en
lignina residual presente en una pasta de celulosa, lo que permite,
entre otras cosas, reducir el impacto medioambiental del blanqueo
de la pasta de papel así como mejorar la blancura final de la pasta
de celulosa tratada enzimáticamente en comparación con pastas de
papel no sometidas a dicho tratamiento enzimático sin menoscabo de
las propiedades del papel producido a partir de dicha pasta de
celulosa deslignificada enzimáticamente.
Un procedimiento como el proporcionado por esta
invención es un procedimiento sencillo, que permite reducir total o
parcialmente el empleo de agentes químicos de blanqueo que generan
subproductos tóxicos. En particular, si el proceso de blanqueo de la
pasta de celulosa se realiza con agentes clorados, el consumo de
estos agentes se reduce drásticamente y, consecuentemente, la
formación de las cloroligninas tóxicas. Alternativamente, si el
proceso de blanqueo se realiza utilizando peróxido de hidrógeno, se
reduce significativamente su consumo, lo que supone un importante
ahorro económico. Adicionalmente, el procedimiento proporcionado
por esta invención presenta una serie de ventajas adicionales ya
que no requiere el empleo de elevadas temperaturas, se realiza a
presión atmosférica, es fácil de implementar en una fábrica de
pasta de celulosa y no requiere inversiones costosas.
Por tanto, en un aspecto, la invención se
relaciona con un procedimiento para deslignificar una pasta de
celulosa que comprende someter a dicha pasta de celulosa a una
etapa de refino que prepara las fibras para el subsecuente
tratamiento enzimático con lacasa o con un caldo que contiene
actividad lacasa. En una realización particular, dicho caldo con
actividad lacasa es un caldo obtenido a partir del cultivo de un
hongo basidomiceto productor de dicha actividad enzimática.
En otro aspecto, la invención se relaciona con un
procedimiento para el blanqueo de una pasta de celulosa, en el que
la etapa de blanqueo va precedida de un tratamiento enzimático
previo de la pasta de celulosa y lavado con agua o con una solución
acuosa alcalina.
La Figura 1 es un diagrama de barras que
representa la blancura ISO (%) [norma ISO 36888 o su equivalente
española UNE 57-061-85] obtenida
tras blanquear con peróxido de hidrógeno una serie de pastas de
celulosa sometidas al tratamiento enzimático de la invención y su
comparación con las correspondientes pastas de celulosa no tratadas
enzimáticamente.
La Figura 2 es un diagrama de barras que
representa la viscosidad (cm^{3}/g) obtenida tras blanquear con
peróxido de hidrógeno una serie de pastas de celulosa sometidas al
tratamiento enzimático de la invención y su comparación con las
correspondientes pastas de celulosa no tratadas
enzimáticamente.
La Figura 3 es un diagrama de barras que
representa el consumo de peróxido de hidrógeno (%) tras blanquear
con este reactivo una serie de pastas de celulosa sometidas al
tratamiento enzimático de la invención y su comparación con el
requerido para blanquear pastas de celulosa no tratadas
enzimáticamente.
La Figura 4 es un diagrama de barras que
representa la longitud de rotura [Lr] (%) de un papel elaborado a
partir de pastas de celulosa sometidas al tratamiento enzimático de
la invención y posteriormente blanqueadas con peróxido de hidrógeno
y su comparación con la de los correspondientes papeles elaborados
a partir de pastas de celulosa no tratadas enzimáticamente.
La Figura 5 es un diagrama de barras que
representa el índice de estallido [Ie] (kPam^{2}/g) de un papel
elaborado a partir de pastas sometidas al tratamiento enzimático de
la invención y posteriormente blanqueadas con peróxido de hidrógeno
y su comparación con el de los correspondientes papeles elaborados
a partir de pastas de celulosa no tratadas enzimáticamente.
La Figura 6 es un diagrama de barras que
representa el índice de desgarro [Id] (mNm^{2}/g) de un papel
elaborado a partir de pastas sometidas al tratamiento enzimático de
la invención y posteriormente blanqueadas con peróxido de hidrógeno
y su comparación con el de los correspondientes papeles elaborados
a partir de pastas de celulosa no tratadas enzimáticamente.
La invención se refiere a un procedimiento para
deslignificar una pasta de celulosa, en adelante procedimiento de
la invención, que comprende someter a dicha pasta de celulosa a un
tratamiento de refino, seguido de un tratamiento enzimático con
lacasa o con un caldo que contiene actividad lacasa, opcionalmente
en presencia de un mediador, y lavar la mezcla de reacción con
agua o con una solución acuosa alcalina.
Tal como se utiliza en esta descripción, el
término "deslignificar una pasta de celulosa" se refiere a la
extracción o eliminación, total o parcial, de la lignina residual
contenida en una pasta de celulosa.
La pasta de celulosa utilizada como material de
partida en el procedimiento de la invención es una pasta de
celulosa convencional, del tipo utilizado en la elaboración del
papel, obtenida por cualquier método convencional, por ejemplo
mediante el método al sulfato. Antes de someterla al tratamiento
enzimático, la pasta de celulosa es sometida previamente a un
tratamiento convencional de refinado de pastas de celulosa con el
fin de obtener una pasta de celulosa refinada. El refino de la
pasta se puede hacer con un refinador de discos, o con un
refinador cónico, o con una pila holandesa o con cualquier otro de
los equipos de refino de pasta de celulosa. Dicho pretratamiento
no sólo elimina parte de la lignina per se sino que,
además, prepara las fibras para el tratamiento enzimático posterior,
consiguiéndose de esta manera una deslignificación enzimática más
eficaz. Aunque no se desea estar vinculado por ninguna teoría, se
cree que el tratamiento de refino hincha y "abre" las fibras
de celulosa, facilitando de este modo la acción posterior de la
enzima (lacasa) o del complejo enzima-mediador. De
este modo, el refinado de la pasta de celulosa favorece su
deslignificación [véase la Tabla 1].
La comparación entre los resultados de
deslignificación obtenidos mediante el procedimiento de la
invención, aplicado a una pasta refinada y otra pasta sin refinar,
pone también de manifiesto que cuanto menor es el contenido inicial
de lignina de la pasta, mayor es, la deslignificación conseguida
[véase la Tabla 1].
El tratamiento enzimático propuesto por esta
invención se puede llevar a cabo con lacasa (fenol oxidasa) o con
un caldo que contiene actividad lacasa. En una realización
particular, el caldo que contiene actividad lacasa procede del
cultivo de un organismo productor de dicha actividad enzimática,
tal como del cultivo de un hongo basidiomiceto que produce
actividad enzimática extracelular. En una realización concreta,
dicho caldo que contiene actividad lacasa es un caldo producido
por una cepa de un hongo basidiomiceto del género Trametes,
por ejemplo, de la cepa denominada Trametes sp.
I-62, depositada en la Colección Española de
Cultivos Tipo (CECT) con el número de acceso CECT 20197. El caldo
procedente del cultivo de dicha cepa presenta una elevada actividad
lacasa y estabilidad.
El procedimiento de la invención se puede llevar
a cabo a una temperatura comprendida entre 10°C y 60°C,
preferentemente entre 30°C y 50°C, y a un valor de pH del medio
comprendido entre 2 y 6, preferentemente entre 2,5 y 5,5, durante u
n periodo de tiempo comprendido, típicamente, entre 0,5 y 12
horas, preferentemente entre 1 y 3 horas, ya sea en una o en
varias etapas. La consistencia de la pasta de celulosa está
comprendida entre 1% y 40%.
El tratamiento enzimático de la pasta de celulosa
refinada propuesto por esta invención se puede realizar en
presencia o en ausencia de un mediador.
En una realización particular del procedimiento
de la invención, el tratamiento enzimático de la pasta de celulosa
refinada con lacasa o con un caldo que contiene actividad lacasa se
realiza en presencia de un mediador que favorece la deslignificación
de la pasta de celulosa. En principio, cualquier mediador que
ejerza dicha función puede ser utilizado para la puesta en
práctica del tratamiento enzimático propuesto por esta invención,
por ejemplo, 1-hidroxi-benzotriazol
(HBT), ácido
2,2'-azinobis-3-etilbenzotiazolina
sulfónico (ABTS),
N-acetil-N-fenilhidroxilamina
(NHAA), etc. La concentración del mediador estará comprendida, en
su caso, entre 0,01 y 1 mmol/g de pasta, preferentemente entre 0,05
y 0,5 mmol/g de pasta.
La dosis de actividad enzimática que se pone en
contacto con la pasta de celulosa para la puesta en práctica del
tratamiento ennzimático propuesto por esta invención puede variar
dentro de un amplio intervalo. En general, la dosis empleada de
actividad enzimática está compredida entre 10 y 300 nkat/g de
pasta, preferentemente entre 15 y 150 nkat/g de pasta (nkat:
nanokatales; el katal se define como la cantidad de enzima capaz de
catalizar la transformación de un mol de sustrato por segundo).
Diversos ensayos realizados por los inventores han puesto de
manifiesto que el empleo de una dosis de actividad enzimática de 60
nkat/g permite obtener una elevada deslignificación [véase la
Tabla 1].
Una vez realizado el tratamiento enzimático de la
pasta de celulosa refinada se realiza un lavado de la mezcla de
reacción empleando agua o, preferentemente, una disolución acuosa
alcalina, por ejemplo, una disolución acuosa de hidróxido
sódico.
Operando según el procedimiento de la invención
se pueden conseguir reducciones en el contenido en lignina
residual en una pasta de celulosa de, aproximadamente, un 42% o
más, respecto al contenido inicial de lignina residual en la pasta
de celulosa [véanse los Ejemplos, Tabla 1].
En otro aspecto, la invención se relaciona con un
procedimiento para el blanqueo de una pasta de celulosa, en el que
la etapa. de blanqueo va precedida de un tratamiento de refino y de
un tratamiento enzimático previo de la pasta de celulosa refinada y
lavado con agua o con una solución acuosa alcalina según el
procedimiento de la invención para deslignificar la pasta de
celulosa.
De forma más concreta, la invención proporciona
un procedimiento para el blanqueo de una pasta de celulosa que
comprende:
- a)
- someter a una pasta de celulosa a un tratamiento de refino para obtener una pasta de celulosa refinada;
- b)
- someter a la pasta de celulosa refinada obtenida en la etapa a) a un tratamiento enzimático con lacasa o con un caldo que contiene actividad lacasa, opcionalmente en presencia de un mediador, y lavar la mezcla de reacción con agua o con una solución acuosa alcalina; y
- c)
- tratar la pasta resultante de la etapa b) con un agente de blanqueo químico.
Las etapas a y b) pueden realizarse tal como se
ha indicado en relación con el procedimiento de deslignificación
proporcionado por esta invención. La etapa c) puede realizarse con
cualquier agente de blanqueo químico convencional, por ejemplo,
derivados clorados, peróxidos, oxígeno, ozono, hidrosulfitos o
mezclas de los mismos. En una realización particular el agente de
blanqueo químico es el peróxido de hidrógeno. Debido al tratamiento
enzimático previo, el proceso de blanqueo de la pasta de celulosa
se realiza con un menor consumo en agentes de blanqueo con lo que
no sólo se reduce la incidencia económica del proceso de blanqueo
sino que, además, se reduce drásticamente la formación de las
cloroligninas tóxicas (en caso de utilizar derivados clorados).
Los siguiente ejemplos ilustran la invención y no
deben ser considerados limitativos del alcance de la misma.
En primer lugar se ensayaron diversas cepas (6)
de hongos ligninolíticos productores de actividad lacasa
extracelular con el fin de seleccionar las cepas que producían
mayor cantidad de actividad enzimática estable. Las cepas ensayadas
fueron:
1. Trametes sp. I-62 IJFM
B-24 (CECT 20197).
2. Coriolopsis gallica IJFM
A-241.
3. Phanerochaete chrysosporium IJFM
A-547 (BKM-F 1767; ATCC 24725).
4. Trametes versicolor IJFM
A-136.
5. Trametes hirsuta IJFM
B-31.
6. Heterobasidion annosum (anamorfo:
Spiniger meineckellus) JJFM B-23 (CBS
867.87).
Las condiciones de cultivo en las que se
ensayaron estos hongos fueron un medio sintético (Kirk et al. 1986,
Enz. Microbiol. Technol. 8:27-32) y en un segundo
medio denominado Medio 7 al que no se agregó extracto de levadura
(Guillén y col. 1990, Appl. Microbiol. Biotechnol.
32:465-469). En estos medios se ensayaron distintas
concentraciones de nitrógeno. Los ensayos para detectar la
actividad lacasa se llevaron a cabo mediante mediciones
espectrofotométricas a 436 mn (Shimadzu 160-V) en
contra del sustrato ABTS. Los resultados apuntan a que altas
concentraciones de nitrógeno favorecen la producción de actividad
lacasa en aquellas cepas que la producen. De entre éstas, el máximo
valor de actividad lo presenta Trametes sp.
I-62, por lo que fue seleccionado para la producción
del caldo con actividad lacasa con el que posteriormente se
realizaron los ensayos de inducción y estabilidad de las
enzimas.
Una vez seleccionada la cepa, se ensayaron
diversas condiciones para la producción de caldos ricos en
actividad lacasa, para lo cual se procedió a modificar la
concentración de la fuente de nitrógeno del medio de cultivo y al
empleo de inductores. Los inductores ensayados fueron: HBT, ácido
tánico, ácido p-cumárico y
2,5-dimetil anilina (xilidina). Las
concentraciones y días de adición estudiados, para cada uno de estos
compuestos, fueron 40, 200 y 400 \muM, incorporados los días 0,
7 y 10 de cultivo. El máximo valor de actividad lacasa se obtuvo
con HBT adicionado al día 7 de cultivo a una concentración de 200
\muM.
Una vez producidos los caldos con actividad
lacasa se procedió a caracterizar dicha actividad, para lo cual se
ensayaron diferentes condiciones de temperatura (de 25 a 50°C) y pH
(de 2,5 a 5,5). La evaluación de la estabilidad de la actividad
enzimática de los caldos en cada una de las condiciones de pH y
temperatura se realizó, como en casos anteriores, midiendo la
actividad lacasa en contra del sustrato ABTS por un procedimiento
espectrofotométrico (436 nm en un equipo Shimadzu
160-V). Se demostró que los intervalos más
favorables estaban entre los valores de pH de 2,5 a 4,0 y entre
las temperatura de 30 a 45°C. Los resultados obtenidos pusieron de
manifiesto la compatibilidad de dichas condiciones con las de los
procesos industriales.
Se han ensayado diversas condiciones para el
tratamiento de una pasta al sulfato de eucalipto con el caldo con
actividad lacasa seleccionado, obtenido según el Ejemplo 1, y la
extracción de la lignina una vez tratada enzimáticamente la pasta de
celulosa.
El caldo obtenido a partir del cultivo de
Trametes sp. I-62 tiene un óptimo de pH para
la actividad lacasa comprendido entre 3 y 5, mientras que la
temperatura óptima está comprendida entre 30°C y 40°C.
Para la realización de este ejemplo se utilizaron
dos pastas kraft de Eucaliptus globulus, obtenidas en el
laboratorio. Las condiciones de cocción, para 2.500 g de madera,
fueron las siguientes: hidromódulo: 41/Kg, sulfidez 20%, álcali
activo 22%, temperatura máxima: 170°C, tiempo de calentamiento: 60
minutos y tiempo a temperatura máxima variable, según el grado de
deslignificación deseado. Los valores elegidos fueron de 20 y 12
minutos y se corresponden con pastas con un índice kappa (según
norma UNE 57-034-91) de 13 y 18,
respectivamente.
La mitad de cada pasta se refinó en un refinador
tipo PFI (según norma UNE-EN
25264-2-96) hasta grados de refino
de 40ºSR (medido según norma UNE
57-025-78). El grado de refino
para las pastas no refinadas fue de 18°SR.
En los tratamientos enzimáticos se utilizaron 15g
(secos) de pasta por ensayo. La temperatura del tratamiento fue de
40°C, el pH del medio fue de 3,5 y se ajustó con un tampón citrato
sódico - fosfato sódico. En toda esta serie de ensayos se empleó
como mediador HBT a una concentración de 0,1 mmol/g de pasta seca.
El caldo que contenía actividad lacasa se añadió en la cantidad
necesaria para alcanzar una dosis de 20 y de 60 nkat/g de pasta. La
consistencia final de la pasta en el tratamiento enzimático se
ajustó al 10% con la disolución tampón. En los experimentos con
dosis 0, se añadieron a la pasta la solución tampón y la solución
de HBT y, como en el resto de los casos, se ajustó la consistencia.
Los tratamientos se realizaron en bolsas de polietileno, donde
todos los componentes del medio de reacción se mezclaban
manualmente. Las bolsas se sumergieron en un baño de agua a la
temperatura deseada y se agitaron manualmente cada 15 minutos para
homogeneizar su contenido. El tiempo de tratamiento fue de 1 y de
3 horas, según los casos. Tras el tratamiento la pasta se lavó
sobre papel de filtro con una disolución de 0,1 g/l de NaOH.
Como medida de la deslignificación producida en
la pasta por el tratamiento enzimático se eligió el índice kappa,
una medida indirecta del contenido en lignina de la pasta. Cada uno
de los tratamientos se hizo por triplicado. Para determinar si las
variaciones en el grado de deslignificación eran estadísticamente
significativas, se utilizó la aplicación informática de
Statgraphics.
Los resultados obtenidos pusieron de manifiesto
que la deslignificación enzimática de la pasta de celulosa se ve
claramente favorecida por la presencia en el medio de reacción de
un mediador (HBT) y que, tras el tratamiento enzimático, es
necesario realizar una etapa de lavado de la pasta resultante con
agua o, preferentemente, con una solución acuosa de hidróxido
sódico. La concentración del álcali también parece ser fundamental
porque disoluciones de 0,1N favorecen la extracción de la lignina
mientras que concentraciones de 1N la perjudicaron.
Trabajando en las condiciones óptimas previamente
seleccionadas se realizó un estudio del efecto que ejercen sobre
la deslignificación de una pasta de celulosa los siguientes
parámetros: dosis de enzima, tiempo de tratamiento, contenido
inicial de lignina en la pasta de celulosa y refinado de la pasta
de celulosa. Las condiciones ensayadas y los resultados obtenidos
se muestran en la Tabla 1. Se ha seguido un diseño factorial que ha
dado como resultado que todas las variables citadas tienen un
efecto estadísticamente significativo sobre la deslignificación
enzimática.
Los resultados mostrados son la media de 3
replicaciones. El análisis estadístico ha proporcionado un modelo
en el que las cuatro variables de entrada son estadísticamente
significativas.
Como puede apreciarse, la deslignificación
enzimática se ve claramente favorecida por el refinado de la pasta
de celulosa. La pasta con menor contenido en lignina fue la que
mostró una deslignificación más eficaz. No es necesario aplicar
tiempos de tratamiento excesivamente largos, con tiempos máximos
de 3 horas se consiguen deslignificaciones que, en algunos casos,
superan el 40%.
Asimismo, se ha estudiado si la reducción en
contenido en lignina residual de la pasta de celulosa, como
consecuencia del tratamiento enzimático, era lo suficientemente
intensa como para que no quedara enmascarada por un blanqueo
posterior. Para ello, se realizó un blanqueo posterior con
peróxido de hidrógeno de las cuatro mejores pastas (véase la Tabla
2) en condiciones típicas de la industria pastera.
Brevemente, se eligieron las pastas que mostraron
mayor deslignificación tras el tratamiento enzimático de entre cada
combinación: índice kappa inicial - grado de refino. Estas cuatro
pastas, junto a otras cuatro idénticas a ellas pero que no fueron
sometidas al tratamiento enzimático, se blanquearon con una
secuencia convencional con peróxido de hidrógeno.
El blanqueo se hizo en las siguientes
condiciones: masa de pasta: 50 g (secos), temperatura: 90°C, pH
inicial: entre 10,5 y 11,0, tiempo: 120 minutos, consistencia de la
pasta: 10%, reactivos: 1% NaOH; 3,5% Na_{2}SiO_{3}; 0,2%
MgSO_{4}.7H_{2}O y 2% H_{2}O_{2} (donde todos los
porcentajes se refieren a pasta seca). Los blanqueos se realizaron
en bolsas de polietileno, donde todos los componentes del medio de
reacción se mezclaban manualmente. Las bolsas se sumergieron en un
baño de agua a la temperatura de reacción y se agitaron manualmente
cada 15 minutos para homogeneizar su contenido. Tras el blanqueo,
la pasta se filtró para recuperar y el filtrado se analizó para
conocer el consumo de peróxido de hidrógeno. La pasta filtrada se
lavó con agua destilada y sobre ella se midieron el índice kappa, la
viscosidad y la blancura.
Finalmente, con estas mismas pastas se prepararon
papeles (hojas de ensayo) sobre las que se midieron las
propiedades mecánicas del papel (resistencia a la tracción,
resistencia al estallido y resistencia al rasgado) con el propósito
de comparar las características de los que habían tenido un
tratamiento enzimático previo al blanqueo con las de los que no lo
tuvieron.
Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que
las pastas de celulosa que habían sido sometidas al tratamiento
enzimático propuesto por esta invención mostraban una mayor
blancura que las no tratadas (Figura 1) lo cual era, además,
apreciable a simple vista. Se produjo también un considerable
descenso del consumo de hidrógeno mientras que la calidad de las
pastas se mantenía a un nivel alto. Las Figuras 2-6
muestran dichos resultados. En concreto, dichas figuras ilustran
la viscosidad (Figura 2) de las pastas de celulosa ensayadas, el
consumo de peróxido de hidrógeno (Figura 3), así como la longitud
de rotura (Figura 4), el índice de estallido (Figura 5) y el
índice de desgarro (Figura 6) de papeles elaborados a partir de
pastas de celulosa sometidas al tratamiento, enzimático de la
invención y su comparación con otros papeles elaborados a partir
de pastas de celulosa no tratadas enzimáticamente. En las Figuras
1-6 la letra "R" significa "Refinada"
(pasta de celulosa refinada antes del tratamiento enzimático o del
proceso de blanqueo).
Como puede apreciarse, el tratamiento enzimático
de la invención:
- (1)
- reduce el contenido de lignina y confiere una mayor blancura a las pastas obtenidas (Figura 1);
- (2)
- mantiene casi al mismo nivel la viscosidad de las pastas (una medida de la integridad de las fibras de celulosa) por lo que no cabe esperar efectos adversos (Figura 2); y
- (3)
- permite obtener una blancura determinada con un consumo de peróxido de hidrógeno más pequeño que el necesario para obtener la misma blancura con pastas no sometidas al tratamiento de deslignificación enzimática (Figura 3).
Asimismo, las propiedades de la pasta sometida al
procedimiento de la invención no se resienten por el tratamiento
enzimático y el papel formado mantiene todas sus propiedades (Lr,
Ie e Id) tal como se desprende de los resultados representados en
las Figuras 4, 5 y 6.
Claims (17)
1. Un procedimiento para deslignificar una pasta
de celulosa que comprende someter a dicha pasta de celulosa a un
tratamiento de refino y a un tratamiento enzimático con lacasa o
con un caldo que contiene actividad. lacasa, opcionalmente en
presencia de un mediador, y lavar la mezcla de reacción con agua o
con una solución acuosa alcalina.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que dicha pasta de celulosa es una pasta de celulosa obtenida
mediante el método al sulfato.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que dicho caldo que contiene actividad lacasa es un caldo
procedente del cultivo de un hongo basidiomiceto.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el
que dicho caldo que contiene actividad lacasa procedente del
cultivo de un hongo basidiomiceto es un caldo producido por una
cepa de un hongo basidiomiceto del género Trametes.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que dicho tratamiento enzimático se realiza a una temperatura
comprendida entre 10°C y 60°C.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que dicho tratamiento enzimático se realiza a un valor de pH del
medio comprendido entre 2 y 6.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que dicho tratamiento enzimático se realiza durante un periodo de
tiempo comprendido entre 0,5 y 12 horas.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la consistencia de la pasta de celulosa está comprendida entre
1% y 40%.
9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que dicho tratamiento enzimático se realiza en presencia de un
mediador.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, en
el que dicho mediador se selecciona entre
1-hidroxi-benzotriazol (HBT), ácido
2,2'-azinobis-3-etilbenzotiazolina
sulfónico (ABTS) y
N-acetil-N-fenilhidroxilamina
(NHAA).
11. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la dosis de actividad enzimática que se pone en contacto
con la pasta de celulosa está comprendida entre 10 y 300 nkat/g de
pasta, preferentemente, entre 15 y 150 nkat/g de pasta.
12. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que dicho lavado de la mezcla de reacción se realiza con una
disolución acuosa de hidróxido sódico de 0,1 g/l.
13. Un procedimiento para el blanqueo de una
pasta de celulosa, en el que la etapa de blanqueo va precedida de
un procedimiento para deslignificar la pasta de celulosa según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, que
comprende:
- a)
- someter a una pasta de celulosa a un tratamiento de refino para obtener una pasta de celulosa refinada;
- b)
- someter a la pasta de celulosa refinada obtenida en la etapa a) a un tratamiento enzimático con lacasa o con un caldo que contiene actividad lacasa, opcionalmente en presencia de un mediador, y lavar la mezcla de reacción con agua o con una solución acuosa alcalina; y
- c)
- tratar la pasta resultante de la etapa b) con un agente de blanqueo químico.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, en
el que dicho caldo que contiene actividad lacasa es un caldo
procedente del cultivo de un hongo basidiomiceto.
16. Procedimiento según la reivindicación 15, en
el que dicho caldo que contiene actividad lacasa procedente del
cultivo de un hongo basidiomiceto es un caldo producido por una
cepa de un hongo basidiomiceto del género Trametes.
17. Procedimiento según la reivindicación 14, en
el que dicho agente de blanqueo químico se selecciona del grupo
formado por derivados clorado, peróxidos, oxígeno, ozono,
hidrosulfitos y sus mezclas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200201617A ES2221529B1 (es) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Procedimiento para la deslignificacion de pastas de celulosa. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200201617A ES2221529B1 (es) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Procedimiento para la deslignificacion de pastas de celulosa. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2221529A1 ES2221529A1 (es) | 2004-12-16 |
| ES2221529B1 true ES2221529B1 (es) | 2005-11-01 |
Family
ID=34043216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200201617A Expired - Fee Related ES2221529B1 (es) | 2002-07-10 | 2002-07-10 | Procedimiento para la deslignificacion de pastas de celulosa. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2221529B1 (es) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ZA904441B (en) * | 1989-06-22 | 1991-03-27 | Int Paper Co | Enzymatic delignification of lignocellulosic material |
| FI88316C (fi) * | 1989-07-10 | 1993-04-26 | Enso Gutzeit Oy | Foerfarande foer blekning av cellulosamassa |
| ES2189683B1 (es) * | 2001-12-17 | 2005-02-01 | Consejo Superior De Investigaciones Cientificas | Nuevo procedimiento para el blanqueo enzimatico libre de cloro de pastas de alta calidad obtenidas de plantas herbaceas o arbustivas. |
-
2002
- 2002-07-10 ES ES200201617A patent/ES2221529B1/es not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2221529A1 (es) | 2004-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Akhtar et al. | Fungal delignification and biomechanical pulping of wood | |
| US7368036B2 (en) | Xylanase treatment of chemical pulp | |
| US5179021A (en) | Pulp bleaching process comprising oxygen delignification and xylanase enzyme treatment | |
| Khandeparkar et al. | Application of thermoalkalophilic xylanase from Arthrobacter sp. MTCC 5214 in biobleaching of kraft pulp | |
| Antonopoulos et al. | The use of extracellular enzymes from Streptomyces albus ATCC 3005 for the bleaching of eucalyptus kraft pulp | |
| Ninawe et al. | Bleaching of wheat straw-rich soda pulp with xylanase from a thermoalkalophilic Streptomyces cyaneus SN32 | |
| JPH04281089A (ja) | 熱安定性エンドキシラナーゼ | |
| Christov et al. | The potential of biosulfite pulping in dissolving pulp production | |
| US20040112555A1 (en) | Bleaching stage using xylanase with hydrogen peroxide, peracids, or a combination thereof | |
| FI109037B (fi) | Kemiallisen lignoselluloosamassan entsyymikäsittely | |
| US6830655B2 (en) | Method of modifying a xylan-containing carbohydrate substrate having hexenuronic acid groups attached to the xylan | |
| Dhiman et al. | ‘Single lay out’and ‘mixed lay out’enzymatic processes for bio-bleaching of kraft pulp | |
| US7320741B2 (en) | Method of xylanase treatment in a chlorine dioxide bleaching sequence | |
| Singh et al. | Environmentally friendly totally chlorine free bleaching of wheat straw pulp using novel cellulase-poor xylanases of wild strains of Coprinellus disseminatus | |
| US7541175B1 (en) | Alkaline extraction stages comprising xylanase | |
| US5785811A (en) | Process for treating lignocellulosic material with soybean peroxidase in the presence of peroxide | |
| ES2221529B1 (es) | Procedimiento para la deslignificacion de pastas de celulosa. | |
| Sigoillot et al. | Enzymatic treatment with manganese peroxidase from Phanerochaete chrysosporium for enhancing wheat straw pulp characteristics | |
| Takano et al. | Screening of wood-rotting fungi for kraft pulp bleaching by the Poly R decolorization test and biobleaching of hardwood kraft pulp by Phanerochaete crassa WD1694 | |
| De Carvalho et al. | Laccase from Trametes versicolor: stability at temperature and alkaline conditions and its effect on biobleaching of hardwood kraft pulp | |
| Shoham et al. | Partial decolorization of Kraft pulp at high temperature and at high pH values with an extracellular xylanase from Bacillus stearothermophilus | |
| Yoon et al. | Bleaching of kraft pulp with xylanase and laccase-mediator system | |
| US20030094251A1 (en) | Enhancing laccase activity using pro-oxidants and pro-degradants | |
| RU2776126C1 (ru) | Способ делигнификации целлюлозных материалов | |
| WO2003048449A1 (en) | Bleaching stage using xylanase with hydrogen peroxide, peracids, or a combination thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20041216 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2221529B1 Country of ref document: ES |
|
| PC2A | Transfer of patent | ||
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180808 |