ES2325622T3 - Pasta y papel preparados a partir de rhodophyta y su procedimiento de produccion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para producir pasta utilizando Rhodophyta, que comprende: sumergir Rhodophyta en un disolvente de extracción que puede disolver el gel de agar durante un período de tiempo predeterminado para disolver el gel de agar en el disolvente de extracción; convertir el gel de agar disuelto en fibras haciendo reaccionar el gel de agar disuelto con un disolvente de reacción; curar las fibras utilizando un agente de curado; y transformar en pasta la fibra curada.
Description
Pasta y papel preparados a partir de
Rhodophyta y su procedimiento de producción.
La presente invención se refiere, en general, a
la pasta y al papel y a su procedimiento de producción y, más
particularmente, a la pasta y al papel obtenidos a partir de la
utilización de Rhodophyta, y a un procedimiento para su
producción, en vez de la madera como material de pasta y de
papel.
Generalmente, se hace referencia a la fibra que
se obtiene mediante tratamiento químico o mecánico del material
vegetal como pasta. El material de la pasta incluye algodón, cáñamo,
lino, yute, ramio, cáñamo de Manila, fibra del árbol Edgeworthia
papyrifera, fibra de papel (de mora), paja, hierbas de esparto,
fibra de bambú y bagazo, así como madera. Además, los requerimientos
para el material industrial incluyen una cantidad abundante, fácil
recolección, transporte y almacenamiento, un precio bajo y una
excelente calidad.
La madera, como principal material de la pasta,
está compuesta por celulosa, hemicelulosa y lignina. Estos
componentes constituyen la pared celular y una capa intercelular,
constituyen el 90% o más de todos los árboles. Los componentes
menos importantes incluyen extractos tales como resina, aceite
refinado, grasas de aceites, taninos y flavonoides, y otros
compuestos inorgánicos. Entre estos componentes, la celulosa
representa la mayor cantidad entre los materiales orgánicos
naturales y constituye la pared celular de los vegetales. La
celulosa es insoluble en el agua, ácidos diluidos y álcalis a
temperatura ambiente, y es un material polimérico que posee
subunidades de D-glucosa unidas mediante enlaces
\beta-1:4-glucósido. Para la
aplicación industrial, la celulosa de la madera está sometida a
procesos de batido, blanqueamiento y purificación para la
producción de papel, o la madera puede ser hidrolizada para
utilizarla como azúcar de madera. Por otra parte,la celulosa de la
madera puede transformarse en derivados de la celulosa mediante
diversos tratamientos químicos.
Se llevan a cabo diversos procedimientos para
obtener la pasta a partir del material de ésta, que incluyen la
preparación del material de la pasta, la transformación en pasta y
la purificación de la pasta. Para obtener fácilmente la fibra a
partir del material preparado de la pasta del material de la madera,
el proceso de corte, descortezamiento y clasificación se lleva a
cabo según el tipo del material de la pasta. Al procedimiento para
obtener la fibra a partir del material preparado de la pasta se
alude como "obtención de la fibra", que constituye el
procedimiento más importante en la producción de la pasta.
Con el objetivo de formar la fibra, se rompe una
capa intercelular compuesta de la madera de pasta utilizando un
esmeril (pulverizador) de la pasta de la madera, o se ablanda,
utilizando vapor de agua y entonces, se rompe físicamente. La pasta
obtenida mediante tratamiento mecánico simple, sin tratamiento
químico, se denomina pasta mecánica. Ésta tiene ventajas, a causa de
su alto rendimiento y de sus bajos costes de preparación, pero no es
apropiada para utilizarla como reserva de papel de alta calidad,
debido a su alto contenido en lignina.
El tratamiento del material de la pasta
utilizando procedimientos químicos para la eliminación de la lignina
da lugar a la disolución de la capa intercelular, disociándola a un
material fibroso. La pasta obtenida de tal forma se denomina
"pasta química". Después de prepararla, el conjunto de lignina
de la membrana celular, así como el de la lignina que se encuentra
en la capa intercelular del material de la pasta, son eliminados.
Simultáneamente, son disueltas grandes cantidades de hemicelulosa,
descomponiéndose una pequeña cantidad de celulosa. Aunque la
"pasta química" es de una gran calidad, es decir, contiene
celulosa muy pura, posee un escaso rendimiento y costes de
producción más altos comparados con los de la pasta mecánica. El
procedimiento de producción de la pasta química es ejemplificado
por transformación en pasta por sulfitos, transformación en pasta
por soda, transformación en pasta por sulfato, etc.
El proceso de limpieza funciona para eliminar la
parte que no contiene pasta y las impurezas de la fibra de la
pasta, mediante lavado y clasificación (o selección). Entonces, es
necesario que se lleve a cabo el proceso de blanqueamiento. Además,
para obtener una pasta de rayón de alta calidad, debe llevarse a
cabo un procedimiento específico de purificación.
La descripción anterior se refiere al
procedimiento general de preparación de la pasta utilizando madera
de pasta. Sin embargo, debido al incremento en la disminución de la
madera en el mundo, la producción de la pasta de papel, a la vez
que se protege la vegetación y el entorno, constituye un problema
que espera una solución en la técnica relacionada. Para superar el
problema, se han propuesto técnicas de obtención de pasta de papel
a partir de fibras de plantas no madereras, utilizando
principalmente plantas de edades comprendidas entre uno y dos
años.
Las plantas no madereras que pueden utilizarse
como material de pasta, incluyen, por ejemplo, fibra de hilaza de
morera de papel, cáñamo, plantas de algodón, cáñamo de Manila, paja
de arroz, bagazo, etc. En general, las plantas no madereras poseen
una gran cantidad de pectina, hemicelulosa, materiales inorgánicos y
una pequeña cantidad de lignina. Después de la transformación en
pasta, las plantas no madereras se someten al tratamiento de la
pasta utilizando procedimientos químicos, semiquímicos o
mecanoquímicos, pudiéndose transformar en pastas no blanqueadas, o
blanqueadas, bajo condiciones más suaves, de forma distinta a la de
la madera.
La pasta no maderera posee distintas propiedades
según la forma de la fibra, composiciones químicas, tipos de
células no fibrosas y cantidades. Por tanto, el papel preparado
utilizando sólo la pasta no maderera o combinada con la pasta de la
madera, puede controlarse fácilmente en términos de fuerza,
durabilidad, propiedades eléctricas, brillo, estabilidad
dimensional y capacidad de impresión, y por tanto, utilizarse en
aplicaciones varias, con posibilidades de amplia utilización.
Sin embargo, para preparar la pasta química para
papel, utilizando las fibras de plantas no madereras, se adopta un
procedimiento para transformar en pasta a partir de soda,
transformar en pasta por sulfitos, transformar en pasta mediante
kraft. Después de preparar la pasta, se utiliza una gran cantidad de
un compuesto de azufre, tal como Na_{2}SO_{3} o Na_{2}S, como
agente de batido en los procedimientos de sulfito o de pasta
sulfatada. Este compuesto genera olores desagradables y agrava las
aguas residuales. Como un procedimiento libre de sulfitos para la
transformación en pasta, se propone un proceso de batido que utiliza
la soda. Sin embargo, la utilización de sólo la soda, da lugar a un
bajo rendimiento de pasta y a una escasa resistencia del papel.
Para aliviar los problemas, se ha propuesto la utilización de
antraquinona junto con soda, pero la antraquinona dificulta la
preparación del agente de batido y en su biodegradación. Además, la
antraquinona no es barata, aumentando así los costes manufactureros
de la pasta no maderera.
A este respecto, la publicación de patente
coreana sometida a examen nº 2001-1550 da a conocer
un procedimiento para preparar la pasta utilizando el maíz como
planta herbácea. Utilizando el tallo del maíz como material de
pasta del papel, es posible preparar uno que posea una gran calidad
como el coreano, con unos bajos costes de producción.
Sin embargo, el procedimiento anterior no es
ventajoso, debido a que utiliza una sustancia química tóxica, lo
cual provoca contaminación ambiental.
La publicación de patente japonesa sometida a
examen, nº Hei 3-199486, da a conocer un
procedimiento para preparar papel y fibra aglomerante, utilizando
un polisacárido soluble en agua. El polisacárido soluble en agua
que puede utilizarse incluye agar, carragenina, ácido algínico, etc.
El procedimiento anterior está caracterizado porque una solución
acuosa de polisacárido soluble en agua se añade a un disolvente que
presenta capacidad hidrófila, que es escasamente soluble en el
polisacárido hidrosoluble, para obtener un precipitado fibroso.
Dicho precipitado es aplicable en el campo del acondicionamiento
comestible para alimentos y medicinas. Sin embargo, ya que el
material de la membrana superficial se obtiene utilizando
prácticamente el procedimiento tal como se describe anteriormente,
resultando imposible para el material de la membrana superficial que
pueda utilizarse prácticamente como un papel.
Además, la publicación de patente coreana
sometida a examen, nº 1999-34085, da a conocer un
procedimiento para producir una membrana superficial substitutiva
del celofán, utilizando un biopolímero de carrageenina. La
invención da a conocer que la carrageenina, que se extrae bajo
condiciones suaves y que posee excelentes propiedades formadoras de
membranas superficiales, puede ser substituida por el material de
celofán plástico que genera desechos medioambientales. Sin embargo,
como resultado de los experimentos actuales (llevados a cabo) por
estos inventores, la membrana superficial resultante posee una
escasa resistencia mecánica y no puede utilizarse en aplicaciones
prácticas. Es decir, se requiere un procedimiento adicional
utilizando un aditivo.
Se concibe que la presente invención resuelve
los problemas anteriormente mencionados en la técnica anterior. Un
objetivo de la presente invención consiste en proporcionar pasta y
papel y un procedimiento de preparación, que puede prevenir la
contaminación ambiental y proteger los bosques y no utilizar una
sustancia química tóxica durante el batido o el blanqueamiento.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en proporcionar pasta y papel que se prepara a partir de desechos de
material de la pasta minimizado y su procedimiento de
preparación.
La invención proporciona un procedimiento para
preparar pasta según las reivindicaciones 1 y 5; una pasta según la
reivindicación 15: un procedimiento de preparación de papel según
las reivindicaciones 16 y 18; y un papel según las reivindicaciones
17 y 19.
Para alcanzar los objetivos anteriores, según la
presente invención, se proporciona un procedimiento para preparar
pasta utilizando Rhodophyta, comprendiendo el procedimiento:
inmersión de Rhodophyta en un disolvente de extracción que
puede disolver el gel de agar durante un período de tiempo
predeterminado para disolver el gel de agar en el disolvente de
extracción; convertir el gel de agar disuelto en una fibra haciendo
reaccionar el gel de agar disuelto con un disolvente reactivo;
tratar las fibras utilizando un agente de tratamiento; y transformar
en pasta la fibra curada.
La conversión a la fibra puede llevarse a cabo
extruyendo continuamente la solución de gel de agar en el disolvente
reactivo, utilizando una tobera de extrusión, o extruyendo
intermitentemente la solución de gel de agar en el disolvente
reactivo utilizando una tobera de pulverización.
Según la presente invención, se proporciona un
procedimiento para preparar la pasta utilizando Rhodophyta,
comprendiendo el procedimiento: sumergir Rhodophyta en un
disolvente de extracción capaz de disolver gel de agar durante un
período de tiempo predeterminado para disolver el gel de agar en el
disolvente de extracción; y transformar en pasta después de
recuperar un material de la pasta que permanece después de la
eliminación de la solución que contiene el gel de agar
disuelto.
Según la presente invención, se proporciona un
procedimiento para preparar pasta, utilizando Rodophyta,
comprendiendo el procedimiento: sumergir Rhodophyta en un
disolvente de extracción capaz de disolver el gel de agar durante
un período de tiempo predeterminado para disolver una parte del gel
de agar en el disolvente de extracción; recuperar un material de la
pasta que permanece después de la eliminación de la solución que
contiene la parte disuelta del gel de agar disuelto; tratando el
material de la pasta que permanece después de la eliminación,
utilizando un agente de tratamiento; y transformar en pasta el
material curado de pasta restante después del tratamiento.
En este caso, la disolución de la parte del gel
de agar en el disolvente de extracción puede llevarse a cabo
mediante inmersión de Rhodophita en un disolvente basado en
alcohol, seguido por ebullición.
El agente de tratamiento puede comprender
aldehído. Asimismo, el agente de tratamiento puede comprender
Glioxal.
Además, el disolvente de extracción puede
utilizarse preferentemente a una temperatura de 80ºC o superior. El
disolvente de extracción puede comprender cualquiera, seleccionado
de entre agua, alcoholes, y cetonas.
Resulta preferido que el disolvente reactivo se
utilice a una temperatura de 80ºC o superior. El disolvente
reactivo puede comprender alcoholes o cetonas, siempre que el
disolvente reactivo constituya un material distinto del disolvente
de extracción.
La disolución puede realizarse troceando
Rhodophita, seguido por la inmersión en el disolvente de
extracción.
Rhodophita puede seleccionarse de entre
Gelidium amansii, Gracilaria verrucosa,Cottonii, Spinosum y
sus combinaciones.
La presente invención proporciona pasta
preparada utilizando Rhodophyta según el procedimiento
mencionado anteriormente.
La presente invención proporciona un
procedimiento para producir papel, que comprende la preparación de
pasta producida utilizando Rhodophyta según el procedimiento
mencionado anteriormente, y la producción de papel utilizando la
pasta. La presente invención proporciona papel producido según este
procedimiento.
La presente invención proporciona un
procedimiento para producir papel, que comprende la preparación de
pasta producida utilizando Rhodophyta según los
procedimientos anteriormente mencionados, la preparación de la
pasta de la madera, la mezcla de dos o más de las pastas anteriores,
y la producción del papel utilizando la mezcla de pastas. La
presente invención proporciona papel producido según este
procedimiento.
La Fig 1 es una vista que representa un
procedimiento para añadir una solución gélica a un disolvente
reactivo utilizando una tobera de extrusión (alargamiento); y
La Fig 2 es una vista que representa un
procedimiento para añadir una solución gélica a un disolvente
reactivo utilizando una tobera de pulverización.
Explicación de los números de referencia para
las zonas principales representadas en las figuras:
- 100: disolvente reactivo
- 200: solución gélica
- 210: tobera de extrusión (alargamiento)
- 220: tobera de pulverización
A continuación, se proporcionará una descripción
detallada de la presente invención.
De modo distinto a otras algas, las 4.000
especies de Rhodophyta viven en aguas relativamente profundas
y son de pequeño tamaño. Rhodophyta muestra un conjunto de
ecosistemas más amplio que Chlorophyta y Phaeophyta,
y se desarrollan naturalmente a partir del agua superficial hacia un
agua (que es) tan profunda como los rayos de luz que la
penetran.
El agar es un producto que se trata extrayendo
heteropolisacáridos como un componente de la pared celular de
Rhodophyta con agua caliente, seguido por congelación, fusión
y secado. Un material de agar puede obtenerse a partir de
Gelidium amansii, Pterocladia tenuis, Acanthopeltis japonica,
Gracilaria verrucosa, Hypnea charoides, Ceramium condoi, Ceramium
boydenii, Gigartin tennela, Campylaephora hypnaeoides y
Grateolupia filicina. Aunque el agar posee varias propiedades
según la especie, el entorno de (su) hábitat y los procedimientos
de preparación del fitoagar que constituye en bruto el alga (de la
que procede), consta principalmente de agarosa y agropectina
mezcladas en una proporción de 7:3. Estos componentes son
componentes efectivos del agar. Para proporcionar una alta
resistencia, se utiliza el polisacárido neutro agarosa que posee
altas propiedades gelificantes, mientras que el polisacárido ácido
agropectina que posee escasas propiedades gelificantes proporciona
una alta viscoelasticidad. El agar está compuesto por
13-24% de agua, 70-85% de material
no nitrógeno (hidrato de carbono), 1,5-3,0% de
proteínas en bruto, 0,2-0,3% de extracto etérico y
0,5-0,8% de fibra en bruto y 1-3% de
componentes de ceniza. El producto seco de agar absorbe 20 veces su
peso de agua.
Las propiedades representativas del agar
incluyen coagulabilidad, viscoelasticidad y retención acuosa. Ya
que el agar posee propiedades opuestas, esto es, coagulabilidad y
viscoelasticidad, puede aplicarse como un estabilizador, un agente
de pesado, un agente formador, un agente engrosante, un inhibidor
secante y un agente conservante de la propiedad, controlando las
dos propiedades anteriores.
Una solución acuosa de agar muestra propiedades
gelificantes superiores a las de otros agentes formadores de geles.
La solución acuosa de agar forma gel entre 32 y 43ºC, de forma que
el gel formado no se disuelve a una temperatura de
80-85ºC o inferior. Incluso aunque la gelificación y
la disolución se lleven a cabo repetidamente, las propiedades
originales del gel de agar no cambian. El gel transparente de agar
se colorea fácilmente, y aumenta el índice de refracción y el
brillo cuando se mezcla con azúcar, glucosa y glicerina.
La carrageenina, que constituye un polímero
polisacárido soluble en agua que se extrae de las algas tales como
el género Chodrus y Euceuma que pertenecen a
Rhodophyta, se produce en tres tipos, tales como kappa-,
lambda- e iota-, con distintas propiedades entre ellas,
seleccionándose o mezclándose apropiadamente sus tipos según los
propósitos que se requieran. La carrageenina, que se utiliza
generalmente como engrosante, tiene la capacidad de formar gel en
agua, en la que el gel resultante es muy termoreversible. Por tanto,
el material anterior se utiliza como un agente de gelificación para
postres de jalea, mermelada, té, agentes aromáticos o agentes
desodorantes.
El rendimiento de agar por peso seco de la
unidad de fitoagar se eleva a aproximadamente
60-80%, que es similar o superior que la de la pasta
extraída de la madera.
Por tanto, como material de pasta y papel de la
presente invención, se utilizan varios Rhodophyta, que
incluyen Gelidium amansii, Gracilaria verrucosa, Cottoni y
Spinosum. Alternativamente, pueden utilizarse la carregeenina
o el agar obtenidos de Rhodophyta.
El agar extraído hidrotérmicamente de
Gelidium amansii o Gracilaria verrucosa posee una
resistencia superior que la de la carrageenina extraída de
Cottonii o Spinosum. En particular, el componente de
agar que se extrae hidrotérmicamente a partir de Gracilaria
verrucosa es superior en resistencia, comparado con el agar
extraído hidrotérmicamente de Gelidium amansii.
La carrageenina que pertenece a
Rhodophyta tal como Cottonii y Spinosum posee
las mismas propiedades que el componente del gel contenido en los
Rhodopyta tales como Gelidium amansii y Gracilaria
verrucosa, ya que incluyen un material fibroso que puede
utilizarse para la producción de la pasta. Por tanto, en la
presente invención, a la carrageenina que pertenece a
Rhodophytas tales como Cottonii y Spinosum,
junto con el componente de agar contenido en las Rhodopytas
tales como Gelidium amansii y Gracilaria verrucosa,
se les denomina como "gel de agar".
Según la presente invención, la pasta se produce
utilizando Rhodopyta de la manera siguiente:
Rhodopyta tales como Gelidium
amansii y Gracilaria verrucosa, Cottoni o
Spinosum, se sumergen en una solución acuosa alcalina de
hidróxido potásico (KOH) durante un período de tiempo
predeterminado, lavándose con agua, seguido por un secado parcial.
Aquí, a través del proceso de inmersión de Rhodopyta en la
solución acuosa alcalina durante un período de tiempo
predeterminado, las Rhodopyta se decoloran ligeramente,
mientras se eliminan impurezas, manteniéndose constantemente el
contenido en agua. Si las Rhodopyta no se decoloran, es
difícil llevar a cabo un proceso posterior de blanqueamiento.
Además, si las Rhodopyta están completamente secas, su
material fibroso se rompe después de trocearlo mediante un proceso
de batido. Por tanto, después del tratamiento de Rhodopyta,
se requiere habitualmente su inmersión en una solución acuosa
alcalina. Los procedimientos de inmersión de Rhodopyta en la
solución acuosa alcalina, son bien conocidos en la técnica
relacionada con el tratamiento de Rhodophyta, y por tanto, se
omite su descripción.
Las Rhodophyta semisecas y lavadas se
sumergen en un disolvente de extracción. Entonces, el agar gel de
Rhodopyta se extrae en el disolvente de extracción. Los
ejemplos de disolventes de extracción que se utilizan para extraer
el gel de agar son el agua, alcoholes tales como alcohol etílico o
alcohol metílico,y cetonas, tales como acetona. Como material de
extracción puede utilizarse cualquier material, siempre que pueda
disolver al gel de agar. Además, ya que el gel de agar posee una
temperatura de fusión de aproximadamente 80ºC, el disolvente de
extracción deberá ser un disolvente que pueda calentarse hasta 80ºC
o hasta una temperatura superior.
Así, como la zona de Rhodophyta en
contacto con el disolvente de extracción aumenta, el gel de agar se
extrae fácilmente. Así, resulta preferido que Rhodophyta se
trocee antes de sumergirse en el disolvente de extracción. El
tamaño de la fibra troceada de Rhodopyta puede variar según
la selección del usuario.
La solución de gel que contiene el gel de agar
disuelto se añade a un disolvente de reacción, por lo que el gel de
agar se convierte en un material fibroso que puede utilizarse como
pasta. En este momento, la solución de gel puede añadirse de
diversas formas, tal como se representa en las figuras adjuntas.
La Fig 1 representa cómo añadir la solución de
gel al disolvente de reacción utilizando una tobera de
alargamiento.
Tal como se muestra en la Fig 1, una solución de
gel 200 se convierte (extruyéndola) en una forma de fibra larga,
añadiéndose entonces a una gran cantidad de disolvente reactivo 100
utilizando un dispositivo tal como una tobera de extrusión 210, de
forma que la reacción se produzca de modo suficiente en el
disolvente reactivo 100.
De esta forma, la utilización de un dispositivo
relativamente simple tal como la tobera de extrusión 210, da lugar
a la conversión del gel de agar en el material fibroso.
La Fig 2 representa cómo añadir la solución de
gel al disolvente de reacción utilizando una tobera de
pulverización.
En los casos en los que se aumente la
reactividad de la solución del gel y el disolvente de reacción, una
solución del gel 200 puede pulverizarse sobre una gran cantidad de
disolvente reactivo 100 utilizando una tobera de pulverización 220,
tal como se muestra en la Fig 2. En este caso, resulta preferido que
la solución de gel 200 dr pulverice intermitentemente para
proporcionar un período de tiempo adecuado para convertir el gel de
agar en el material fibroso.
Cuando la solución de gel 200 se pulveriza a
través de la tobera de pulverización, se añade al disolvente
reactivo 100 de una forma más fina, comparada con la forma de
alargamiento que se utiliza cuando se emplea la tobera de extrusión
210. Por tanto, se da lugar a un material fibroso más delgado.
El disolvente de reacción incluye alcoholes o
cetonas. Puede utilizarse cualquier líquido, además de los alcoholes
y cetonas, siempre que el gel de agar pueda convertirse en el
material fibroso que se utilice como pasta. Sin embargo, si el
disolvente reactivo presenta la misma composición que el disolvente
de extracción, el gel de agar se disuelve en el disolvente de
reacción, en vez de hacerlo en el material fibroso que puede
utilizarse como pasta. Por tanto, se considera que la composición
del disolvente de reacción es distinta del disolvente de
extracción. Cuando la solución de gel se hace reaccionar con el
disolvente reactivo, éste se calienta preferentemente a 80ºC o
más, de forma que el gel de agar no sea tratado.
Sin embargo, el material fibroso obtenido a
partir del proceso anterior posee una fuerza, una resistencia al
calor y una resistencia química mucho menores, que son propiedades
necesarias para producir el papel. Por lo tanto, el material
fibroso deberá tratarse utilizando un agente a base de aldehído, tal
como el Glioxal. El material fibroso tratado se trocea a un tamaño
apropiado para la producción del papel, seguido por la
transformación en pasta. Este procedimiento de transformación en
pasta constituye el mismo proceso que (el llevado a cabo) después
de que la fibra se haya obtenido en un procedimiento convencional de
transformación en pasta a partir de la madera, y por lo tanto, se
omite su descripción. Ya que el material fibroso tratado no cambia
su composición, incluso aunque se caliente a una temperatura alta o
se ponga en contacto con otros disolventes durante la producción
del papel, puede utilizarse como pasta.
Además, la selección de Rhodopyta no se
limita a un tipo específico. Es decir, pueden mezclarse
conjuntamente varios tipos de Rhodophyta. Por ejemplo, se
mezclan juntos dos o más seleccionados de entre Gelidium
amansii, Gracilaria verrucosa, Cottoni y Spinosum. En
particular, la adición de Gracilaria verrucosa, que funciona
para aumentar la fuerza de unión, da lugar a un producto final que
tiene una alta resistencia. Así, para obtener papel que tenga una
alta resistencia, se utiliza Gracilaria verrucosa en grandes
cantidades.
El presente solicitante ha producido (o
preparado) papel utilizando Rhodophyta mediante el
procedimiento siguiente. A continuación se proporciona una
descripción detallada del procedimiento de preparación del
papel.
Se introducen 5 g de agar derivado de
Gelidium amansii y 5 g de agar derivado de Gracilaria
verrucosa en 500 cc de agua, agitándose entonces durante 5
minutos mientras se mantiene la temperatura en el intervalo entre
90ºC e inferior a la de ebullición. A continuación, se lleva a cabo
un proceso de tratamiento utilizando un agente de tratamiento tal
como Glioxal. Después de finalizar el proceso de tratamiento, el
material tratado se somete a batido, mezclándose entonces con 5 g
(1% en peso) de un agente que proporciona resistencia (a la
penetración) obtenido de engomar una mezcla de una resina de pino
(colofonia), que se calienta a 150ºC y se disuelve, y una solución
acuosa de hidróxido sódico al 20% en cantidades iguales. A
continuación, el material resultante de la reacción se mezcla con
2,5 g (0,5% en peso) de alumbre, agitándose entonces de forma que
la intensa alcalinidad del hidróxido sódico es neutralizada por la
reacción eficiente de la solución de agar y la goma de colofonia. 8
g (1,6% en peso) de almidón como un agente intenso de secado se
añade a la mezcla reactiva y entonces, la mezcla se agita para
obtener una mezcla uniforme. Entonces, un proceso de formación
laminar conduce a la preparación de papel transparente, siempre que
la temperatura se mantenga continuamente en el intervalo desde 90ºC
e inferior a la de la temperatura de ebullición, justamente hasta
llevar a cabo el procedimiento de formación laminar. El papel
anterior se mezcla con 25 g (5% en peso) de carbonato cálcico como
agente de carga y se agita, seguido por la formación laminar,
obteniendo de este modo un papel opaco blanco.
Además, cuando se extrae el gel de agar de
Rhodophyta y se transforma en pasta, el material de ésta que
permanece después de que el gel de agar se ha extraído, posee
propiedades similares a la pasta mecánica de la madera, y por
tanto, puede utilizarse como pasta sin un tratamiento adicional.
Para mostrar una mayor resistencia, el proceso de transformación en
pasta puede realizarse después de (aplicar) el agente de
tratamiento, según la selección del usuario. En este momento, el
proceso de transformación en pasta puede incluir un procedimiento
para trocear la pasta con un tamaño apropiado para producir (o
preparar el papel).
Además, en los casos en los que la
Rhodopyta troceada se calienta a aproximadamente 78ºC durante
4 horas bajo presión atmosférica, utilizando alcohol etílico como
disolvente de extracción apropiado para extraer el gel de agar de
Rhodophita, sólo una parte del gel de agar se extrae de
Rhodphyta. Aquí, se produce una ligera decoloración,
mientras la parte del gel de agar se extrae. Ya que el material de
la pasta que permanece después de que la parte de gel de agar se ha
extraído contiene la otra parte del gel de agar, la resistencia del
material que permanece de la pasta es alta. El material de la pasta
restante que contiene algo de gel de agar es tratado para la
transformación en pasta. Para aumentar posteriormente la resistencia
del material que permanece de la pasta, el material de la pasta que
permanece después de que el gel de agar se ha extraído, es tratado
de igual forma que en el proceso de tratamiento del material fibroso
producido a partir del gel de agar. La pasta resultante resulta
adecuada, posteriormente, para su utilización en la pasta del papel.
Tal como se ha mencionado anteriormente, el procedimiento de
transformación en pasta puede incluir el procedimiento de trocear la
pasta con el tamaño apropiado para la preparación del papel.
La pasta obtenida puede prepararse para el papel
según un procedimiento general de preparación del papel.
Como para la preparación del papel, el papel
preparado que utiliza la pasta resultante del gel de agar tiene
propiedades como el papel preparado a partir de la pasta química de
la madera, mientras que el papel preparado utilizando la pasta
obtenida a partir del material restante de la pasta, tiene
propiedades como el papel preparado a partir de la pasta mecánica
de la madera. Además, el papel preparado utilizando la pasta
obtenida a partir del material restante, posee una resistencia más
alta que la del papel preparado utilizando la pasta resultante del
gel de agar. Por tanto, la pasta obtenida del gel de agar, la pasta
obtenida a partir del material restante de la pasta, y la pasta
obtenida del material restante de la pasta que contiene algo de gel
de agar, se mezclan en varias proporciones, según la selección del
usuario.
Además, puede incluirse adicionalmente una
cantidad predeterminada de la pasta de madera (pasta mecánica y/o
pasta química) después de la preparación del papel utilizando
Rhodophyta. De esta forma, la adición de la pasta de madera
da lugar a una superficie blanda del papel y a un aumento importante
de su resistencia.
En general, "papel" significa una lámina
formada por fibras de celulosa de estructura con una red apropiada
para la utilización en la impresión, escritura y embalaje, y
"preparación del papel" se refiere al procedimiento de
preparación del papel adecuado con la finalidad de utilización
deseada, mediante distintos tratamientos. Aunque el
procedimiento para producir el papel, es decir, el procedimiento de
su preparación, varía ligeramente según las finalidades de
utilización del producto final; se lleva a cabo habitualmente de la
manera siguiente:
Cuando la pasta que se ha producido (preparado)
en sus factorías se utiliza para la preparación del papel sin
ningún otro procedimiento adicional, el papel resultante presenta
inconvenientes, tales como una escasa resistencia, una superficie
rugosa y una muy alta permeabilidad aérea, siendo difícil que pueda
utilizarse de forma general. Esto se debe a que las fibras de la
pasta natural son duras y tienen una escasa área superficial, y por
tanto, no se unen conjuntamente.
Así, las fibras se tratan mecánicamente en agua
para que sean resulten adecuadas para la formación de las hojas. Se
hace referencia a este proceso como batido, que se clasifica en
batido libre, que corta las fibras, y batido húmedo, que provoca la
formación de fibrillas. El proceso de batido da lugar a la
eliminación de una capa externa de las fibras, formación interna de
fibrillas, corte longitudinal de la fibra, formación de fibras
finas, y disolución parcial de una composición química. El proceso
de batido funciona para ablandar las fibras, de forma que aumente su
unión. De este modo, cuanto más alto sea el grado de batido, más
denso será el papel.
Este procedimiento actúa para proporcionar
resistencia a la penetración de la tinta o del agua en el papel.
Así, se hace referencia al reactivo que puede utilizarse como un
agente de encolamiento. El procedimiento de encolamiento se
clasifica en encolamiento superficial y encolamiento interno.
Este procedimiento sirve para mezclar la pasta y
un material mineral, tal como arcilla o carbonato cálcico, después
de la formación de las láminas (hojas), aumentando de esta forma la
opacidad, la capacidad de impresión y el peso básico del
papel.
Estos procedimientos eliminan impurezas a partir
del material del papel, de forma que el papel resultante posea
propiedades uniformes, antes de que el material del papel se
suministre a una máquina papelera.
Este procedimiento forma una red sobre un
alambre utilizando el material del papel compuesto por una mezcla
de pasta, un agente de encolamiento, el agente de carga, varios
aditivos, seguido por compresión, deshidratación y secado, para
obtener el papel. Según las maneras de formarse la red sobre el
alambre, la máquina papelera se clasifica en una máquina formadora
plana, una máquina cilíndrica, y una máquina cable de dos
conductores.
Este procedimiento se utiliza para someter el
papel producido a varios tratamientos de tratamiento, tales como
revestimiento, desnaturalización, absorción y formación de
capas.
En el procedimiento de preparación del papel
según la presente invención, se utiliza Rhodophyta como pasta
y material del papel, en detrimento de la pasta maderera. De esta
forma, aunque el proceso de batido no se lleva a cabo de forma
indispensable, puede realizarse preferentemente después de utilizar
fitoagar. Si se utiliza un producto de agar que tenga una alta
pureza, el procedimiento de batido no es necesario. Además, las
etapas (2) a (6) pueden llevarse a cabo selectivamente.
Aunque las formas de realización preferidas de
la presente invención se han proporcionado a título ilustrativo,
los expertos en la materia apreciarán que son posibles varias
modificaciones, adiciones y substituciones, sin apartarse del
alcance y espíritu de la invención, tal como se da a conocer en las
reivindicaciones adjuntas.
Tal como se ha descrito anteriormente, la
presente invención proporciona pasta y papel preparados a partir de
Rhodophyta, y un procedimiento para producirlos. Cuando el
procedimiento de producción de la pasta de la presente invención se
aplica, pueden esperarse las ventajas siguientes:
- -
- Comparada con la madera, Rhodophyta se obtiene de forma notablemente barata.
- -
- Comparado con el procedimiento de producción de la pasta de la madera, cuando se utiliza Rhodophyta, el uso de sustancias químicas para la eliminación de la lignina y el blanqueamiento disminuye de forma importante. Además, comparado con el proceso de preparación del papel que utiliza la madera, se lleva a cabo un procedimiento de batido a una baja temperatura, reduciendo de esta forma la utilización de la energía. Ya que el procedimiento de batido no requiere una sustancia química muy tóxica, disminuye la contaminación medioambiental.
- -
- Ya que se aplica un material natural mínimamente tratado, se biodegrada espontáneamente con el tiempo. Por tanto, el tratamiento de los residuos se convierte en sencillo, y no se utiliza un tratamiento químico de éstos, por lo que no tiene lugar contaminación mebioambiental.
- -
- Un producto final no contiene una sustancia química perniciosa, y, por tanto, el hombre y el entorno medioambiental no son afectados negativamente.
- -
- Ya que Rhodophita contiene adhesivo, es fácil de procesar.
- -
- Ya que Rhodophyta no tiene un componente de lignina, no es necesario un proceso adicional o un tratamiento químico para la eliminación del componente anterior.
Además, el procedimiento de preparación de la
pasta según la presente invención, resulta ventajoso, porque el
papel puede producirse incluso sin utilizar madera, por lo que
diversos problemas medioambientales, tales como el calentamiento
global, pueden resolverse mediante la conservación forestal.
Claims (19)
1. Procedimiento para producir pasta utilizando
Rhodophyta, que comprende:
sumergir Rhodophyta en un disolvente de
extracción que puede disolver el gel de agar durante un período de
tiempo predeterminado para disolver el gel de agar en el disolvente
de extracción;
convertir el gel de agar disuelto en fibras
haciendo reaccionar el gel de agar disuelto con un disolvente de
reacción;
curar las fibras utilizando un agente de curado;
y
transformar en pasta la fibra curada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la conversión a la fibra se lleva a cabo extruyendo
continuamente la solución de gel de agar en el disolvente de
reacción utilizando una tobera de extrusión.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la conversión a la fibra se lleva a cabo extruyendo
intermitentemente la solución del gel de agar en el disolvente de
reacción utilizando una tobera de pulverización.
4. Procedimiento para producir pasta utilizando
Rhodophyta, que comprende:
sumergir Rhodophyta en un disolvente de
extracción que puede disolver el gel de agar durante un período de
tiempo predeterminado para disolver el gel de agar en el disolvente
de extracción; y
transformar en pasta tras recoger un material de
pasta que permanece después de la eliminación de la solución que
contiene el gel de agar disuelto.
5. Procedimiento para producir pasta utilizando
Rhodophyta, que comprende:
sumergir Rhodophita en un disolvente de
extracción que puede disolver el gel de agar durante un período de
tiempo predeterminado, para disolver una parte del gel de agar en el
disolvente de extracción;
recoger un material de pasta que permanece
después de la eliminación de la solución que contiene la parte
disuelta del gel de agar;
curar material de pasta que permanece después de
la eliminación, utilizando un agente de curado; y
transformar en pasta el material de pasta curado
que permanece después de la eliminación.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, en
el que la disolución de la parte del gel de agar en el disolvente de
extracción se lleva a cabo sumergiendo Rhodopyta en un
disolvente basado en alcohol, seguido por ebullición.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, 5 y 6, en el que el agente de curado
comprende aldehído.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, 5 y 6, en el que el agente de curado
comprende Glioxal.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el disolvente de extracción se
utiliza a una temperatura de 80ºC o superior.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que el disolvente de extracción
comprende cualquiera seleccionado de entre agua, alcoholes y
cetonas.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el disolvente de reacción se
utiliza a una temperatura de 80ºC o superior.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que el disolvente de reacción comprende alcoholes o cetonas, con
la condición de que el disolvente de reacción sea un material
distinto del disolvente de extracción.
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que la disolución se lleva a cabo
troceando Rhodopyta, seguido por la inmersión en el
disolvente de extracción.
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que Rhodophyta es seleccionado
de entre Gelidium amansii, Gracilaria verrucosa, Cottonii,
Spinosum y sus combinaciones.
15. Pasta producida utilizando Rhodphyta
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
16. Procedimiento para producir papel, que
comprende:
preparar la pasta producida utilizando
Rhodophyta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y
producir el papel utilizando la pasta.
17. Papel producido según la reivindicación
16.
18. Procedimiento para producir papel, que
comprende:
preparar la pasta producida utilizando
Rhodophyta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
3;
preparar la pasta producida utilizando
Rhodopyta según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6;
preparar la pasta de madera;
mezclar dos o más de las pastas anteriores;
y
producir el papel utilizando la mezcla de
pasta.
19. Papel producido según la reivindicación
18.
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