ES2263486T3

ES2263486T3 - Metodo para la produccion de pulpa mecanica.

Info

Publication number: ES2263486T3
Application number: ES00963196T
Authority: ES
Inventors: Anders Moberg; Frank Peng; Mats Fredlund
Original assignee: Stora Enso AB
Current assignee: Stora Enso AB
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2006-12-16
Anticipated expiration: 2020-09-06
Also published as: SE9903215D0; CA2384461C; SE9903215L; RU2224060C2; CN1372611A; PT1238139E; SE517297E; NZ518079A; EP1238139A1; AU778315B2; BR0013838B1; DE60027765D1; SE517297C2; CN1170978C; EP1238139B1; WO2001020074A1; BR0013838A; ATE325219T1; US7005034B1; CA2384461A1

Abstract

Método para la producción de pulpa mecánica a partir de material que contiene celulosa, sometiéndose el material a las siguientes etapas en el siguiente orden: (a) una primera etapa de refinado (1), para producir pulpa, donde en la primera etapa de refinado (1) se producen partículas finas primarias (5), compuestas principalmente por fragmentos lamelares medios y materiales originados de las células del parénquima que contiene grandes cantidades de lignina y productos de extracción; (b) una etapa de fraccionamiento (4) en la que la pulpa producida en la etapa (a) se fracciona para separar las partículas finas primarias (5) de la pulpa, donde dichas partículas finas primarias (5) se conducen finalmente lejos de dicha producción de pulpa mecánica; y (c) una segunda etapa de refinado (10, 13) realizada en la pulpa de la etapa (b), produciéndose dichas partículas finas secundarias de la segunda etapa de refinado, que tienen aproximadamente el mismo tamaño que dichas partículas finas primarias aunque tienen otra composición.

Description

Método para la producción de pulpa mecánica.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método para la producción de pulpa mecánica a partir de material que contiene celulosa, procesándose el material en al menos dos etapas de refinado para producir pulpa.

Antecedentes de la invención

La pulpa mecánica, más a menudo CTMP (Pulpa Quimio Termo Mecánica) es un componente principal en construcciones de tablero multicapa y a menudo constituye aproximadamente el 70% de la capa central y hasta el 50% de la pasta de papel del tablero.

Para conseguir una alta resistencia a doblado del tablero es deseable que tenga una alta resistencia a una densidad de lámina de la capa central tan baja como sea posible. Normalmente es esencial una relación enlace de Scott-densidad favorable. Para ello, hay dos aspectos opuestos que deben considerarse. En primer lugar, es deseable que sólo estén en la pulpa refinada los componentes de la materia prima que contribuyen a la resistencia y porosidad. Los otros componentes, que no contribuyen a la resistencia y porosidad de ninguna manera, básicamente constituyen una carga en el sistema, y requieren una capacidad de secado adicional, un consumo de agente de blanqueo, etc. Por otro lado, cada componente que permanece en la pulpa contribuirá a un mayor rendimiento en la producción. Uno de los aspectos que hace a la pulpa mecánica competitiva respecto a la pulpa química es el mayor rendimiento de la pulpa mecánica.

Otro aspecto importante de la pulpa mecánica son las propiedades de manchado y olor, que están relacionadas directamente con los productos de extracción y manganeso que queda en la pulpa. Las propiedades de manchado y olor son especialmente importantes cuando la pulpa se va a usar en cartón para aplicaciones relacionadas con alimentos o líquidos. Esto es cierto para todos los tipos de pulpa mecánica. Para TMP (Pulpa Termo Mecánica), el problema de manchas y olores es tan grave que este tipo de pulpa no se usa actualmente para cartón. Si la pulpa se va a blanquear con agentes de blanqueo no clorados, especialmente agentes de blanqueo que contienen peróxido, el contenido de manganeso restante en la pulpa constituye un problema, que da como resultado un mayor consumo de agentes de blanqueo y un aumento de la necesidad de agentes complejantes, tales como EDTA o DTPA, para alcanzar un nivel de brillo deseado. También, un contenido de productos de extracción restante en la pulpa da como resultado una mayor demanda de lavado, y aumenta la contaminación del agua del sistema y de los efluentes de la fábrica.

Se ha demostrado en estudios de laboratorio para pulpas kraft blanqueadas que las partículas finas primarias tienen efectos perjudiciales sobre la capacidad de blanqueo de la pulpa, "Bäckstrom, M., Htun M.: Improved Bleachability Without Primary Fines, 1998 International Pulp Bleaching Conference, Proceedings Book 2, pág. 333-336". Se han presentado resultados similares de la capacidad de blanqueo de la pulpa kraft en un estudio de los efectos de las células radiales "Westermark, U., Capretti, G.: Influence of Ray Cells on The Bleachability and Properties of CTMP and Kraft Pulps, Nordic Pulp & Paper Res. J. 3(1988) 2, pág. 95-99". En la última referencia, se ha estudiado también el efecto de las células radiales en las pulpas mecánicas. Se concluyó que no había una diferencia significativa en el blanqueo para pulpa CTMP con y sin células radiales respectivamente, que pudiera detectarse. Como la contribución de las células radiales a la resistencia y propiedades de enlace de la pulpa CTMP y PMP, se concluyó que una adición a la pulpa de una fracción de células radiales daba como resultado propiedades inferiores de enlace y resistencia.

En "Rydholm, S.A.: Pulping Processes, Interscience, Nueva York (1965) pág. 744" se ha sugerido usar filtros diseñados especialmente denominados filtros de células radiales para la separación de resina que contiene células radiales en la industria de pulpa de sulfito.

Para pulpas mecánicas, sin embargo, no se han diseñado procesos industriales para solucionar los problemas relacionados con partículas finas primarias, estando especificados estos problemas para pulpas mecánicas, es decir, problemas con manchas, olores, resistencia y porosidad. Ninguno ha tratado una fracción de pulpa bruta, libre de partículas finas primarias, para obtener propiedades de pulpa mejoradas para la producción de papel o cartón.

El documento US 4.731.160 describe un método para retirar una fracción de partículas finas de por debajo de malla 200 antes de desplazarlas al blanqueo, para mejorar las características de drenado de la fracción principal de pulpa mecánica durante dicho blanqueo. La fracción de partículas finas se retira mediante fraccionamiento cuando la pulpa se refina finalmente, es decir, después de una primera y una segunda etapa de refinado. La fracción de partículas finas se somete a blanqueo sin desplazamiento y se combina posteriormente con la fracción principal blanqueada de desplazamiento.

Descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método relacionado con la producción de pulpa mecánica que producirá una pulpa que tiene una baja densidad, es decir, una alta porosidad y aún buenas propiedades de resistencia; especialmente medido en la dirección z, por ejemplo, tal como el enlace de Scott y que al mismo tiempo tiene un bajo contenido de productos de extracción y manganeso.

Para ello, se presenta un método para la producción de pulpa mecánica a partir de un material que contiene celulosa, donde el material se somete a refinado para producir pulpa, comprendiendo dicho refinado una primera etapa en la que se producen las partículas finas primarias, que consiste principalmente en fragmentos lamelares medios y materiales originados de las células del parénquima y que contienen altas cantidades de lignina y productos de extracción, y una segunda etapa de refinado en la que se producen partículas finas secundarias, que tienen aproximadamente el mismo tamaño que las partículas finas primarias, pero que tienen otra composición, fraccionándose la pulpa en dicho método, después de dicha primera etapa de refinado aunque antes de dicha segunda etapa de refinado para separar las partículas finas primarias de la pulpa, donde después de separar dichas partículas finas primarias finalmente se conducen fuera de dicha producción de pulpa mecánica.

Durante el desarrollo de la resistencia de la pulpa, se produce el material en partículas finas y contribuye al enlace de las fibras y a la consolidación de la hoja de papel. Las partículas finas primarias compuestas principalmente por fragmentos lamelares medios y materiales originados a partir de células del parénquima contienen grandes cantidades de lignina y productos de extracción. Generalmente, las partículas finas primarias se definen como partículas finas producidas en la primera etapa de refinado, en la producción de pulpa mecánica. Tienen un tamaño de malla <200 de acuerdo con Bauer McNett. Las partículas finas primarias contribuyen menos a la resistencia de la pulpa si se comparan con las partículas finas secundarias que se producen a partir de las fibras de pared secundaria tales como fibrillas en las últimas etapas del proceso de refinado, es decir, el post-refinado. Las partículas finas secundarias tienen aproximadamente el mismo tamaño que las partículas finas primarias pero, como ya se ha indicado, se producen en relación con el post-refinado. El contenido de partículas de extracción de DCM y metales de transición en las partículas finas primarias es varias veces mayor que en la pulpa completa.

Fraccionando la pulpa después de la primera etapa de refinado, las partículas finas primarias, que en consecuencia contribuyen muy poco a la resistencia y porosidad, y que contienen cantidades relativamente grandes de productos de extracción y manganeso, pueden separarse de la pulpa. La pulpa se expone posteriormente a un post-refinado, en una segunda etapa de refinado con o sin tamizado de rechazo, donde la resistencia a la que contribuyen las partículas finas secundarias se produce en la pulpa. Debe aclararse que, en este contexto, una primera etapa de refinado se define como una etapa de refinado que produce partículas finas primarias, compuestas principalmente por fragmentos lamelares medios y materiales originados de las células del parénquima que contienen grandes cantidades de lignina y productos de extracción. Esto significa que también se considerarán dos etapas de refinado físicamente diferentes en serie, que funcionan para producir partículas finas primarias, como una primera etapa de refinado.

De acuerdo con un aspecto de la invención, la primera etapa de refinado se adapta para conseguir un alto refinado en la pulpa, preferiblemente al menos 500 ml de CSF, e incluso más preferiblemente 600-800 ml de CSF y para producir un contenido de partículas finas primarias del 3-15%, preferiblemente del 5-10% en la pulpa. Preferiblemente, el fraccionamiento se realiza por tamizado y en cualquier tipo de tamiz adecuado, preferiblemente en al menos un tamiz curvo. Puede pensarse en centrifugar la pulpa, preferiblemente en al menos un ciclón. El fraccionamiento puede realizarse también en al menos dos etapas. Adecuadamente, la pulpa se diluye a aproximadamente 1-4% de sólidos secos, preferiblemente 1-2% antes del fraccionamiento.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, del 3 al 15%, preferiblemente del 5 al 10% de dicha pulpa, medida como peso seco se separa de la pulpa en el fraccionamiento. La extensión en la que las partículas finas primarias se separan de la pulpa, depende del producto final deseado. Las partículas finas primarias, que se separan en consecuencia, se conducen fuera de dicha producción de pulpa.

De acuerdo con otro aspecto más de la invención, la pulpa se somete a una etapa de tratamiento después de dicha primera etapa de refinado, pero antes de dicho fraccionamiento, donde la etapa de tratamiento de la pulpa se somete a uno o más tratamientos, incluyendo dilución, potenciación de temperatura y agitación mecánica en un cierto tiempo de retención. Esto se realiza en un depósito de espera o cualquier tipo de recipiente de retención. Básicamente, el objeto de dicha etapa de tratamiento es permitir que las fibras se hagan más resistentes después de la primera etapa de refinado.

Después de las etapas de refinado y fraccionamiento, la pulpa puede someterse a blanqueo, preferiblemente blanqueo con peróxido. Pueden usarse todos los tipos de agentes de blanqueo que contienen peróxido, aunque se prefiere especialmente el peróxido de hidrógeno.

La materia prima que contiene celulosa para los procesos puede ser cualquier tipo de especie de madera tal como maderas duras o blandas y cualquier tipo de especie no maderera como por ejemplo bagazo, paja etc. El tipo de procesos usados para la producción de pulpa mecánica puede ser CTMP, CMP, TMP o HTCTMP (CTMP a Alta Temperatura). La pulpa mecánica, que se produce en el método, se usa preferiblemente en la producción de cartón, más preferiblemente cartón que se pretende utilizar en aplicaciones relacionadas con alimentos y líquidos tal como recipientes para alimentos o líquidos, etc.

La invención se refiere también a pulpa mecánica a partir de un material que contiene celulosa, produciéndose dicha pulpa mediante el método, y a cartón, producido al menos parcialmente a partir de dicha pulpa mecánica.

Mediante el método, puede obtenerse una porosidad que es al menos el 5% y hasta el 20%, preferiblemente el 10-15% mayor que una pulpa de referencia que no se ha expuesto a fraccionamiento, a una resistencia dada. Al mismo tiempo, el contenido de productos de extracción y manganeso puede disminuirse en aproximadamente un 50% respecto a la pulpa de referencia. En consecuencia, las propiedades de manchado y olor de la pulpa, medidas como nivel de hexanal después de 10-30 días, se disminuye hasta el 80-90%. Para pulpa TMP, la reducción de los productos de extracción y en consecuencia el nivel de hexanal es especialmente interesante creando una posibilidad de crear una pulpa TMP en aplicaciones tales como cartón relacionado con alimentos y líquidos, donde no había sido posible usarlo antes debido a sus malas propiedades de manchado y olor.

Como consecuencia de la alta porosidad a una resistencia dada, el peso base del cartón puede reducirse debido a una menor necesidad de pulpa en la capa central. La alta porosidad equilibra, en un cierto grado, las pérdidas de rendimiento que provocan la retirada de partículas finas primarias. Las propiedades de rendimiento pueden mantenerse a un nivel bajo con un fraccionamiento más selectivo, si la primera etapa de refinado funciona para producir menos cantidad de partículas finas.

El aspecto medioambiental de un sistema de acuerdo con la invención puede abordarse de dos maneras. En primer lugar, el sistema de aguas se hará más limpio debido a la retirada de partículas finas primarias que contienen grandes cantidades de productos de extracción en una etapa temprana del proceso. Al mismo tiempo, la demanda de lavado se reduce. Esto da como resultado un efluente menor y más limpio de la fábrica de pulpa. En segundo lugar, la demanda de agente quelante/complejante (EDTA o DTPA) se esperará que sea menor, tanto en el lavado como en el blanqueo, debido al menor contenido de manganeso restante en la pulpa fraccionada. Esto reduce el impacto del agente quelante sobre el medio ambiente.

Por otro lado, los beneficios medioambientales pueden reconocerse sólo si el flujo de agua que contiene partículas finas primarias se maneja apropiadamente. Una manera técnicamente posible, es espesar el material en partículas finas con un equipo disponible en el mercado. Las partículas finas espesadas pueden devolverse al sistema de recuperación de energía existente para la generación de calor, o pueden usarse para alimentar ganado o en otra tubería para la producción de pulpa, papel o cartón o desecharse como residuo tóxico.

Los ahorros químicos de la retirada de partículas finas primarias son sustanciales. La carga de DTPA, normalmente 2-2,5 kg/t puede reducirse hasta el 50%, es decir, 1,3 kg/t calculado sobre la necesidad de quelación en ambos lavado y blanqueo. También, es necesario un menor consumo de peróxido y sosa cáustica para el mismo brillo. El máximo brillo sin DTPA será también mucho mayor para las partículas finas primarias fraccionadas de la pulpa que es interesante en el caso de que haya restricciones legislativas para usar los agentes quelantes en el futuro.

Breve descripción de las figuras

A continuación, se describirá la invención y un ejemplo haciendo referencia a las figuras, de las cuales:

la Fig. 1 muestra un diagrama de flujo de una realización preferida de la invención,

la Fig. 2 muestra un diagrama de flujo para ensayos comparativos,

la Fig. 3 es un diagrama que muestra refinado frente a la energía de refinado para una pulpa post-refinada de acuerdo con la invención y una pulpa de referencia,

la Fig. 4 es un diagrama que muestra el enlace de Scott frente a refinado para las pulpas de la Fig. 3,

la Fig. 5 es un diagrama que muestra enlace de Scott frente a densidad de para las pulpas de la Fig. 3, y también para las pulpas correspondientes antes del post-refinado,

la Fig. 6 es un diagrama que muestra el índice de rigidez a tensión frente a la densidad para las pulpas de la Fig. 3, y también para las pulpas correspondientes antes del post-refinado,

la Fig. 7 es un diagrama que muestra la permeación al aire frente a la densidad para las pulpas de la Fig. 3, y también para las pulpas correspondientes antes del post-refinado,

la Fig. 8 es un diagrama que muestra el brillo frente a la carga de peróxido con y sin carga de agente quelante para las pulpas de la Fig. 3

Descripción de los dibujos

El método de acuerdo con la invención se describe respecto a la Fig. 1. Antes del refinado, la materia prima que contiene celulosa se pretrata posiblemente de una manera convencional dependiendo del tipo de pulpa que se está produciendo, es decir, con calor y/o productos químicos. Posteriormente, la materia prima se somete a una primera etapa de refinado, en el primer refinador 1 (primario). La primera etapa de refinado funciona para producir un alto refinado, de aproximadamente 650 ml de CSF, en la pulpa que se produce. En una etapa de tratamiento posterior 2, en un depósito denominado de espera, se deja que las fibras se hagan resistentes durante un cierto tiempo de retención y bajo la influencia de dilución, calentamiento y agitación mecánica. La pulpa que sale de la etapa de tratamiento 2 tiene una consistencia de aproximadamente el 5-6% y se diluye adicionalmente del 3 a aproximadamente 1-2%, antes de someterse a fraccionamiento 4.

En la etapa de fraccionamiento 4, hasta el 15% de las fibras de pulpa se separan de las corrientes de pulpa como partículas finas primarias 5, es decir, la fracción de malla < 200 de acuerdo con Bauer McNett. En la realización preferida, se usan uno o más tamices curvos en la etapa de fraccionamiento. La parte restante 6 de la pulpa que tiene una consistencia de aproximadamente el 4%, se deja en el proceso, como es lo habitual, a través de un depósito de pulpa 7 y adicionalmente a una etapa de tamizado 8 para la separación del material grueso. El rechazo en el tamiz 8 de material grueso se espesa en una prensa 9 y se somete a una etapa de refinado en un refinador de rechazo 10 que funciona también como una segunda etapa de refinado y posteriormente se vuelve a recircular a la corriente de pulpa aguas arriba del tamizado 8 del material grueso. A lo que se acepta en el tamiz 8 de material grueso se le elimina el agua y se lava en una o más prensas de lavado 11, 12 hasta alcanzar una consistencia de aproximadamente 20-30%. Una etapa de refinado adicional 13 o post-refinado puede realizarse también preferiblemente entre las prensas de lavado 11 y 12. Ambos refinado secundario y post-refinado pueden realizarse a HC (alta consistencia) o MC (media consistencia) o LC (baja consistencia) y con diferentes tipos de equipo de refinado, por ejemplo refinador de discos o refinador cónico. La segunda etapa de refinado y el post-refinado opcional funcionan para producir partículas finas secundarias que contribuyen a la resistencia de la pulpa.

Después de la etapa de lavado final 11, 12, la pulpa se somete preferiblemente a blanqueo, preferiblemente blanqueo sin cloro y más preferiblemente blanqueo con peróxido con o sin la adición de un agente quelante/complejante tal como DTPA o EDTA.

A las partículas finas primarias 5, que se separan en la etapa de fraccionamiento 4 que tienen una consistencia de aproximadamente 0,1-1% se les elimina el agua/aclaran 14, devolviéndose el filtrado 15 al proceso preferiblemente a la etapa de dilución 3 aguas arriba del fraccionamiento y/o a la etapa de tratamiento 2. Después de la eliminación de agua 14, a las partículas finas primarias que tienen una consistencia de aproximadamente el 4%, se les quita el agua, adicionalmente por ejemplo, en una prensa de tornillo 16 hasta aproximadamente el 30%, posteriormente las partículas finas primarias se conducen a recuperación de calor o para otro uso.

Ejemplo

Fraccionamiento de pulpa CTMP

Se realizaron ensayos de fraccionamiento con pulpa CTMP, que se había refinado en una primera etapa de refinado usando un tamiz curvo ajustado con un ancho de ranura en el tamiz de 100 \mum a una consistencia de pulpa variable, aclaramiento de entrada, caudal y presión hidráulica (véase la Fig. 2). La retirada de partículas finas varió del 4,8% al 8,5% como se muestra en la Tabla 1. La pulpa de BSK 4, se rechazó del tamiz curvo eligiéndose las partículas finas mayores retiradas para estudios posteriores.

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TABLA 1 Fraccionamiento en tamiz curvo

	Ajuste del tamiz curvo	Parámetros del proceso	Porcentaje de retirada
			de partículas finas, %
	Anchura de	Aclaramiento	Caudal	Presión	Consistencia
	ranura \mum	mm	l/min	kPa	%
BSK 1	100	3	1350	100	2,0	4,8
BSK 2	100	3	1890	200	2,0	5,9
BSK 3	100	2	900	100	1,1	7,8
BSK 4	100	2	1260	200	1,1	8,5

TABLA 2 Bauer McNett, fraccionamiento de pulpa CTMP

	Fraccionamiento de Bauer McNett		Pulpa entera
	malla > 16%	>30%	>100%	>200%	<200%	Mn ppm	Refinado CSF
Primaria	49,2	18,5	13	3,9	12,0	25	590
BSK 4	53,6	19,8	14	4,1	8,2	13	650
Referencia	47,9	19,9	14	4,3	13,5	18	390
Ultra-CTMP	47,6	20	15	4,1	13,3	11	390

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Cuando se compara la pulpa de entrada (Primaria) con la pulpa fraccionada (BSK 4), la fracción de fibras largas (malla >16) ha aumentado del 49,2% al 53,6% debido al fraccionamiento. Esto está relacionado con una disminución del contenido de partículas finas, del 12% al 8,2% resultante en un aumento en el refinado de 590 ml a 650 ml (véase la Tabla 2).

Post-refinado de CTMP fraccionada

De acuerdo con la Figura 2, la pulpa fraccionada y una pulpa de referencia se refinaron en una segunda etapa de refinado para estudiar el desarrollo de resistencia. En este documento "ultra CMP" se refiere a la pulpa BSK 4 después de la eliminación de agua y post-refinado (es decir, segunda etapa de refinado) y "Referencia" se prefiere a la pulpa primaria después de la dilución, eliminación de agua y post-refinado. El ensayo se realizó con un refinador atmosférico de 20 pulgadas (50,80 cm). Las condiciones de refinado fueron: consistencia del refinado 21% (para la pulpa de referencia) y 24% (para el fraccionamiento); aclaramiento del disco 0,7-2,0 mm; velocidad rotacional 1500 rpm y velocidad de producción aproximadamente 60 kg/h.

Como se muestra en la Figura 3, el refinado de ambas pulpas disminuyó de una manera similar con la energía de refinado. La pulpa fraccionada post-refinada (Ultra CTMP) necesitó aproximadamente 200 kWh/t más de energía para alcanzar el mismo nivel de refinado debido a la pérdida de partículas finas primarias durante el fraccionamiento. Es interesante, que ambas Ultra CTMP y la pulpa de referencia (Referencia) tienen un perfil Bauer McNett muy parecido y la segunda etapa de refinado, respecto a ambas fibras largas y contenido de partículas finas (véase la Tabla 2).

Propiedades de la Pulpa Propiedades Físicas

Las propiedades físicas de la Ultra-CTMP y la Referencia se ensayaron en láminas de 150 g/m^{2} para tener una buena retención de partículas finas (sin circulación de agua blanca durante la formación de la lámina).

Cuando se compara con condiciones de presión estándar (400 kPa), la Ultra-CTMP tiene un enlace de Scott comparablemente mayor a un refinado dado, véase la Fig. 4. Respecto a otras propiedades físicas, tales como la resistencia a tracción y el índice de rigidez a tensión, no hubo diferencias significativas cuando se comparó a refinados
iguales.

Lo que es más interesante, sin embargo, es la relación resistencia-densidad de la pulpa resultante. Para evaluar adicionalmente esto, las láminas se prepararon con una presión en húmedo diferente y se ensayaron para las pulpas tanto antes como después del post-refinado a 390 ml de CFS (que es el nivel de refinado aproximadamente para la capa central de CTMP).

La mayor relación enlace de Scott - densidad de Ultra CTMP se mantuvo a los tres niveles de presión diferentes (véase la Fig. 5). El enlace de Scott aumentó con el aumento de la presión para ambas pulpas aunque la Ultra CTMP parecía ser más resistente hacia la presión en húmedo mostrando una menor densidad de la lámina al mismo refinado y presión de la prensa. A un enlace de Scott de 72 J/m^{2} que es un valor normal para CTMP para producción de cartón, la densidad se redujo de aproximadamente 350 kg/m^{3} a 300 kg/m^{3}, una mejora del 13%.

La Fig. 6 muestra que la Ultra CTMP post-refinada tenía también aproximadamente un 13% de menor densidad cuando se comparó a un índice de rigidez a tensión de 3,7 kNm/g, que es un valor normal para CTMP para la producción de cartón. Con el aumento de la presión en húmedo, la rigidez de tensión de la Referencia se aproximó más a la Ultra CTMP, aunque a esta alta presión la porosidad se hizo más grave.

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Antes del post-refinado, la Ultra CTMP fraccionada tenía una relación peor de rigidez a tensión-densidad probablemente debido al mayor refinado de la pulpa como resultado de la retirada de las partículas finas.

La permeación al aire a una densidad dada fue mayor también para la Ultra CTMP que para la referencia tanto antes como después del post-refinado (véase la Fig. 7).

El ensayo físico de las pulpas post-refinadas muestra claramente que Ultra CTMP tenía una estructura más abierta y porosa a una rigidez de tensión y enlace de Scout dados. Las propiedades mejoradas tuvieron como resultado un aumento en la porosidad de aproximadamente el 14% a un enlace de Scott comparable y una rigidez a tensión de 2,9 (densidad 350 kg/m^{3}) a 3,3 (densidad 300 kg/m^{3}). La estructura porosa debería dar una mayor rigidez a tensión y también ser más fácil de secar en la máquina de fabricación de tableros.

Blanqueo con Peróxido

La pulpa post-refinada fraccionada que tiene un refinado de 390 ml, se blanqueó con peróxido para evaluar la capacidad de blanqueo. En comparación, la pulpa de referencia (Referencia) refinada al mismo refinado se blanqueó también.

Como se muestra en la Figura 8, la respuesta de blanqueo fue mejor para Ultra CTMP a todos los niveles de peróxido. La diferencia fue menos significativa sin la adición de DTPA en el blanqueo. Esto se explica probablemente por el mayor contenido de manganeso en la pulpa de referencia, 18 ppm, comparado con 11 ppm en Ultra-CTMP (Tabla 2). Con la adición de DTPA en el blanqueo, la respuesta de blanqueo mejoró para ambas pulpas y la diferencia en la respuesta de blanqueo de las pulpas se redujo también.

Propiedades de manchado y olor respecto a la composición química

La composición química de pulpa fraccionada (Ultra CTMP) y de referencia (Referencia) se midió usando hidrólisis con ácido seguida de análisis de azúcar. La retirada parcial de las partículas finas primarias en un tamiz curvo redujo el contenido de lignina en las partículas finas restantes así como en la pulpa total (Tabla 3). Como las partículas finas secundarias contenían menos lignina, las partículas finas después del post-refinado contenían menos lignina y más celulosa. La diferencia fue mucho más pronunciada para la Ultra CTMP debido a la retirada de las partículas finas primarias enriquecidas en lignina.

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TABLA 3 Composición química de CTMP y partículas finas

	Pulpa entera	Partículas Finas (malla <200)
	% de glucosa	% de azúcar	% de lignina	% de glucosa	% de azúcar	% de lignina
		total			total
CTMP de Ref	46,2	67	27,00	32,8	54,3	37,9
(primaria)
CTMP fraccionada	47,1	68,4	26,20	34,3	56,8	36,5
CTMP de Ref				33,3	54,8	37,7
(post-refinada)
Ultra CTMP				36,9	59,4	35,2
(post-refinada)

TABLA 4 Análisis de hexanal y contenido de productos de extracción

	Extracto de	Ácidos	Triglicéridos	Ésteres de	Ácidos	Mn	Hexanal	Hexanal
	acetona %	grasos	insat. mg/g	esterilo	de resina	ppm	10 días	30 días
		insat. mg/g		insat. mg/g	mg/g
CTMP de	0,45	0,25	1,25	0,5	0,55	18	90	955
Ref
Ultra	0,21	0,05	0,3	0,2	0,15	11	15	55
CTMP
CTMP* de
fábrica
2 etapas	0,63	0,17	2,4	0,5	0,3			250
3 etapas	0,37	0,09	1,4	0,3	0,1	<2	12**	45
*CTMP de fábrica
*6-8 días.

Como se muestra en la Tabla 4, el contenido de productos de extracción (contenido de acetona) en la Ultra CTMP fue del 50% menor que en la CTMP de Referencia. La reducción en ácidos insaturados/ésteres fue incluso más radical. La explicación podría ser que como los productos de extracción generalmente están enriquecidos en materiales originados a partir de células lamelares medias y del parénquima que rodean a las células radiales y canales de resina, representadas ambas en las partículas finas primarias, la retirada de las partículas finas primarias da como resultado naturalmente una disminución en el contenido de productos de extracción. Además, como los metales de transición, especialmente manganeso, tienden a localizarse también preferentemente en las células lamelares medias y del parénquima, la retirada de las partículas finas primarias conduce a la reducción del contenido de manganeso. En consecuencia, las propiedades de manchado y olor de la pulpa, medidas en este documento como valor de hexanal después de 10 y 30 días respectivamente, fue de aproximadamente 80-90% menor para la Ultra-CTMP fraccionada. Aunque las pulpas comparadas en este estudio no se lavaron tan minuciosamente como en la fábrica (Figura 2), las propiedades de manchado y olor de Ultra CTMP fueron comparables a aquellas de CTMP de fábrica lavada completamente (3 etapas). La gran diferencia entre Ultra CTMP y la CTMP de referencia merece una mención especial, indicando el potencial que puede conseguirse mediante la retirada de partículas finas primarias.

La invención no se limita a la realización y ejemplo descritos anteriormente, sino que puede variarse dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims

1. Método para la producción de pulpa mecánica a partir de material que contiene celulosa, sometiéndose el material a las siguientes etapas en el siguiente orden:

(a) una primera etapa de refinado (1), para producir pulpa, donde en la primera etapa de refinado (1) se producen partículas finas primarias (5), compuestas principalmente por fragmentos lamelares medios y materiales originados de las células del parénquima que contiene grandes cantidades de lignina y productos de extracción;

(b) una etapa de fraccionamiento (4) en la que la pulpa producida en la etapa (a) se fracciona para separar las partículas finas primarias (5) de la pulpa, donde dichas partículas finas primarias (5) se conducen finalmente lejos de dicha producción de pulpa mecánica; y

(c) una segunda etapa de refinado (10, 13) realizada en la pulpa de la etapa (b), produciéndose dichas partículas finas secundarias de la segunda etapa de refinado, que tienen aproximadamente el mismo tamaño que dichas partículas finas primarias aunque tienen otra composición.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha primera etapa de refinado (1) se adapta para conseguir un alto refinado en la pulpa, preferiblemente al menos 500 ml de CSF, e incluso más preferiblemente 600-800 ml de CFS, y para producir un contenido de partículas finas primarias del 3-15%, preferiblemente del 5-10% en la pulpa.

3. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicha pulpa se somete a una etapa de tratamiento (2) después de dicha primera de etapa de refinado (1), aunque antes de dicho fraccionamiento (4), en dicha etapa de tratamiento (2) la pulpa se somete a uno o más tratamientos de dilución, potenciación de temperatura, agitación mecánica y tiempo de retención.

4. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicho fraccionamiento (4) se realiza por tamizado, preferiblemente en al menos un tamiz curvo, o por centrifugación, preferiblemente en al menos un ciclón.

5. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicho fraccionamiento (4) se realiza en al menos dos etapas.

6. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el 3-15%, preferiblemente el 5-10% de dicha pulpa, medida como peso seco, se separa de dicha pulpa en dicho fraccionamiento (4).

7. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dichas partículas finas primarias separadas y conducidas lejos (5) se usan para recuperación de calor, para alimentar ganado o en otra tubería para producción de pulpa, papel o cartón.

8. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la pulpa se somete a blanqueo, preferiblemente blanqueo con peróxido después del refinado (1, 13) y de las etapas de fraccionamiento (4).

9. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicha pulpa es CTMP, CMP, TMP o HTCTMP.

10. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicha pulpa mecánica producida se usa en la producción de cartón, preferiblemente cartón que se va a usar para aplicaciones relacionadas con alimentos o líquidos.