MX2009002895A - Un metodo para la operacion de un proceso de elaboracion de papel. - Google Patents
Un metodo para la operacion de un proceso de elaboracion de papel.Info
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Abstract
Se describe un método para la operación de un proceso de elaboración de papel que contiene una sección de prenda con al menos una pasada a presión. El método comprende efectuar simultáneamente las siguientes etapas: (a) proporcionar un medio de presión para el proceso de elaboración de papel que tenga un tamaño MFP que sea menor que el tamaño MFP de un medio de presión que se suministró originalmente al proceso de elaboración de papel; (b) agregar una cantidad efectiva de uno o más aditivos para eliminar el agua de la hoja de la prensa al proceso de elaboración de papel, previo a la última pasada a presión del proceso de elaboración de papel; (c) proporcionar una relación de humedad en la hoja, de una hoja de papel que entra a la pasada a presión de la sección de la prensa hasta entre alrededor de 2 a alrededor de 9; y (d) aplicar una relación óptima de desarrollo de presión en una o más de las pasadas a presión del proceso de elaboración de papel, en donde las etapas a, b, c y d ya sea que: resulten en la producción de una hoja de papel más uniforme sin reducción en los sólidos del papel que salen de la sección de la prensa que la que se esperaría al efectuar solamente a, c y d o en combinación una con la otra; o resulten en la producción de una hoja de papel más uniforme con un incremento en el contenido de sólidos de la hoja de papel que sale de la sección de la prensa.
Description
UN METODO PARA LA OPERACION DE UN PROCESO DE ELABORACION DE PAPEL
CAMPO DE LA INVENCION Esta invención se refiere a un método para la operación de un proceso para la elaboración de papel que resulta en una hoja de papel más uniforme ya sea sin una reducción en la cantidad de sólidos que salen de la sección de prensa o un incremento en sólidos que salen de la sección de prensa.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION El mejoramiento tanto en la deshidratación como en las propiedades de la hoja de papel que sale de la sección de prensa son dos cuestiones señaladas en la elaboración de papel. El reto con estas dos cuestiones es que una mejora en la deshidratación en la sección de prensa, lleva a un incremento en el contenido de sólidos que salen de la sección de prensa, lo que trae un gasto de las propiedades de la hoja y lo inverso es real como tal. Se han empleado varios métodos para dirigir estas cuestiones. Un conductor primario para deshidratar una hoja de papel es la aplicación de presión mecánica a la hoja de papel en la sección de prensa, particularmente en la pasada a presión. Más específicamente, una hoja de papel, que se soporta en una pasada a presión por una o más estructuras de medio poroso,
tal como telas de prensa, se somete a presión mecánica en las pasadas a presión en la sección de prensa. En la década de los años 70, la relación entre presión aplicada y tiempo de residencia del corte se expresó por Beck de Appleton Mills y Busker de Beloit como impulso, que fue el producto de los dos componentes P (presión) x t (tiempo) . Al incrementar el impulso se mejora típicamente el deshidratado durante el prensado y puede alcanzarse al incrementar la longitud de la pasada a presión. Esta interpretación para extender el tiempo bajo el cual la presión se ejerce sobre la hoja de papel se aplicó primero para grados de papel que se consideran que son de flujo controlado. Las primeras prensas con pasadas a presión de longitudes extendidas fueron rodillos de diámetro grande (LDR, por sus siglas en inglés), seguido en 1981 por la primera prensa de deslizadera. Tanto el LDR como la prensa de deslizadera permiten incrementos importantes en el tiempo de residencia de pasada durante lo cual la presión aplicada podría actuar para deshidratar la hoja de papel. No sólo se evitó el quebrantamiento, sino que los sólidos de la hoja se incrementaron en comparación con las mejores prensas de rodillo estándar disponibles. Hay, sin embargo, limitaciones parciales a la relación de desarrollo de presión aplicada a las pasadas a presión, debido a que una relación muy alta de desarrollo de presión
llevará a ruptura de la hoja, disrupción de la hoja (quebrado), o marcado de la hoja. Se exploraron otras tecnologías para aumentar la remoción de agua. La aplicación de calor a la sección de prensa, por ejemplo, por medio de regaderas de vapor, ha mejorado la remoción mecánica del agua desde la sección de prensa. La aplicación de calor eleva la temperatura del agua y reduce su viscosidad, haciendo de esta manera más fácil remover mecánicamente el agua de la hoja. Específicamente, un desarrollo adicional no comercializado involucra la aplicación de calor directamente en la pasada a presión para crear un frente de vapor de desplazamiento que no sólo reduciría la viscosidad del agua, sino el frente de vapor en cuanto pasa a través de la hoja desplazaría físicamente el agua adicional de la hoja. Las mejoras en el secado de hasta 10 puntos en porcentaje se apreciaron con mejoras adicionales en las propiedades de la hoja. Las consideraciones prácticas han evitado que tal proceso se lleve a comercialización. Otros medios para desplazamiento de fluidos también se han enseñado en la técnica anterior. La presión del aire se ha utilizado para forzar aire a través de la hoja para desplazar el "agua libre" de la hoja de papel. Lo mismo aplica con otros fluidos tales como espuma. Un enfoque químico para deshidratar una hoja de papel en una sección de prensa no ha sido exitoso. Por ejemplo, la
mayoría de los auxiliares de drenado químico usados en la sección de formación no han mostrado que trabajen en la sección de prensa. Además, los intentos para usar jabones o compuestos con compuestos de amina cuaternarios en ensayos piloto han resultado en un éxito limitado para incrementar el deshidratado de la hoja durante el prensado y la reducción de las propiedades de resistencia de la hoja debido a la interferencia con el enlace de hidrógeno de las fibras de celulosa. Por otro lado, los solventes insolubles en agua se han introducido en la pasada a presión para reemplazar el agua de la hoja. Estos solventes incrementan los sólidos de la hoja que salen de las pasadas a presión debido a que desplazan el agua libre en la hoja de papel. Las relaciones de secado en la sección de secado se incrementan debido a que los solventes se evaporan más fácilmente en la sección del secador. Esta técnica se discute en la Patente E.U.A. No. 4,684,440 otorgada a Penniman et al., que se incorpora en la presente para referencia. Sin embargo, aunque el mecanismo parece trabajar para ciertos grados de papel de peso ligero (50 gsm o menos), las consideraciones ambientales y de seguridad han prevenido la implementación de esta técnica. Tanto las propiedades de la hoja como el deshidratado de la hoja se afectan por la estructura del medio de prensa. Más
específicamente, el tamaño de Poro de Flujo Medio (MFP, por sus siglas en inglés) del medio de prensado tiene influencia en las propiedades de la hoja de papel. En particular, un tamaño de poro más pequeño (que denota una estructura "más fina") imparte una mayor suavidad de hoja a la hoja de papel en la pasada a presión, un resultado deseado. Hay limitaciones prácticas para el tamaño MFP de tela de prensa. Un tamaño MFP muy pequeño puede tener un efecto adverso en el deshidratado de la hoja, especialmente de hojas de peso base más alto que se consideran para ser controladas por flujo, específicamente un incremento en la resistencia al flujo de tela y un incremento en la presión de respaldo hidráulica en la hoja en la pasada a presión. Además, un tamaño de poro muy pequeño crea un potencial para la disrupción de la hoja, ruptura de la hoja, y marcado de la hoja debido a un incremento en la presión hidráulica.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención proporciona un método para la operación de un proceso para la elaboración de papel que contiene una sección de prensa con al menos una pasada a presión que comprende realizar simultáneamente las siguientes etapas: (a) proporcionar un medio de prensa para el proceso de elaboración de papel que tiene un tamaño MFP que es menor que el tamaño MFP de un medio de prensa que se suministró
originalmente para el proceso de elaboración de papel; (b) agregar una cantidad efectiva de uno o más aditivos deshidratantes de hoja de prensa al proceso de elaboración de papel antes de la última pasada a presión del proceso de elaboración de papel; (c) proporcionar una relación de humedad de la hoja de una hoja de papel que entra a la pasada a presión de la sección de prensa entre alrededor de 2 hasta alrededor de 9; y (d) aplicar una relación óptima de desarrollo de presión en una o más pasadas a presión del proceso de elaboración de papel, en donde las etapas a, b, c, y d ya sea: resultan en la producción de una hoja de papel más uniforme sin una reducción en sólidos de papel que salen de la sección de prensa que se esperaría que realicen las etapas a, c, y d, solas o en combinación una con la otra; o resultan en la producción de una hoja de papel más uniforme con un incremento en el contenido de sólidos de la hoja de papel que salen de la sección de prensa.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Figura 1 muestra las condiciones experimentales usadas en una máquina de papel piloto para investigar la influencia de condiciones de prensado y el uso de una prensa química deshidratante en la remoción de agua.
La Figura 2 muestra sólidos de hoja y datos de peso base recolectados durante el ensayo de máquina de papel piloto descrito en la Figura 1. La Figura 3 muestra sólidos de hoja finales como una función de impulso de presión de rodillo (16, 24, ó 40 kPa-s) , impulso de prensa de deslizadera (150 ó 300 kPa-s), facilidad de desagüe de pasta a refinar (250 ó 400 mi CSF) , tipo medio de presión (A o B) , y dosis Nalco 64114 (0, 1, 2 kg/ton con base en sólidos) . La Figura 4 muestra aspereza de la hoja como una función de impulso de presión de rodillo (16, 24, ó 40 kPa-s), impulso de prensa de deslizadera (150 ó 300 kPa-s), facilidad de desagüe de pasta a refinar (250 ó 400 mi CSF) , tipo medio de presión (A o B) , y dosis Nalco 64114 (0, 1, 2 kg/ton con base en sólidos) .
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Definiciones : "Proceso de elaboración de papel" significa un método para hacer productos de papel a partir de la pulpa que comprende formar una pasta celulósica acuosa a refinar para elaboración de papel, drenar la pasta a refinar para formar una hoja, prensar la hoja para remover el agua adicional, y secar la hoja. Las etapas de formar la pasta a refinar para elaboración de papel, drenar, prensar, y secar puede llevarse
a cabo en una manera convencional generalmente conocida por aquellos expertos en la técnica. El proceso de elaboración de papel también se refiere a hacer la pulpa. "Deshidratado en prensa" se refiere a la remoción de agua de la hoja de papel bajo la carga mecánica de las prensas y sus partes asociadas y puede especificarse como el agua total removida que se presenta en la sección de prensa o la de cualquier operación de prensado individual (pasada a presión) . "Aditivos para deshidratar la hoja en la prensa" son químicos agregados al proceso de elaboración de papel antes de y/o en la sección de prensa del proceso de elaboración de papel para ayudar en el deshidratado de la hoja. "MFP" se refiere al tamaño del Poro de Flujo Medio del medio de prensa. El tamaño del Poro de Flujo Medio es el tamaño de poro promedio de la distribución acumulativa de tamaños de poro en un medio de prensa como se mide en un porómetro de extrusión líquida (tal como el fabricado por Porous Materials, Inc. en Ithaca, NY) usando agua como el fluido y con la muestra comprimida hasta una presión pico típica para una pasada a presión. "DADMAC/AcAm" significa cloruro de dialildimetilamonio/acrilamida . "OCC" significa recipiente corrugado viejo, también conocido como cartón.
"CSF" significa Estándar Canadiense de Facilidad de Desagüe . "LDR" significa rodillo de diámetro grande.
MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCION El valor MFP del medio de prensa es un parámetro importante para mejorar el deshidratado y/o las propiedades de la hoja de papel. Específicamente, el método de la invención reivindicada requiere: proporcionar un medio de prensa para el proceso de elaboración de papel que tiene un tamaño MFP que es menos que el tamaño MFP de un medio de prensa que se suministró originalmente para el proceso de elaboración de papel. El medio de prensa originalmente suministrado para el proceso de elaboración de papel se refiere al medio de prensa suministrado históricamente para una pasada a presión específica para un proceso para la elaboración de papel, que incluye el medio de prensa que se utiliza antes de practicar el método de la invención reivindicada. Por ejemplo, cada sección de prensa tiene su propio medio de prensa que se utiliza típicamente para producir una hoja con ciertas propiedades de hoja y contenido de sólidos. En la práctica, alguien de experiencia en la técnica reemplazará el medio de prensa usado en el proceso de elaboración de papel con un medio de prensa que tiene un MFP
más bajo que el que se suministra originalmente para el proceso de elaboración de papel. El medio de prensa con el FP más bajo necesitará eventualmente reemplazarse con un medio de prensa con el mismo tamaño MFP o con uno que tiene un valor MFP más bajo que el medio de prensa que se usó originalmente en el proceso de elaboración de papel. Se conoce en la técnica que reducir el valor MFP resulta en una mejora en las propiedades de la hoja. Al reducir el valor MFP también se incrementa el gradiente de presión hidráulica en la pasada a presión debido a que un medio de prensa con un MFP más pequeño tiene mayor resistencia al flujo. Una presión hidráulica muy alta en la pasada a presión puede llevar a una disrupcion o quebrado de la hoja, pero una presión hidráulica muy baja puede tener un efecto adverso en el deshidratado si no hay suficiente fuerza de conducción para remover el agua de la hoja de papel. Esto es especialmente importante para hoja de pesos base más pesados, conocidas como hojas "controladas por flujo" Se ha descubierto que la presión hidráulica en la pasada a presión puede elevarse hasta un punto donde se presenta un deshidratado benéfico al combinar el uso de un medio de prensa, que normalmente llevaría a un quebrado de hoja debido al nivel de presión hidráulica en la pasada a presión con la adición de químico de deshidratado en prensa. Específicamente, el medio de prensa podría tener un
incremento en la resistencia al flujo sobre el valor máximo, que normalmente llevaría al quebrado de la hoja. En una modalidad, el valor MFP del medio de prensa que entra la sección de prensa tiene un tamaño MFP que es al menos 25% menor que el medio de prensa que se suministró originalmente para el proceso de elaboración de papel. El rango objetivo del valor MFP para varios grados de papel será diferente. En una modalidad, la producción de papel fino usa un medio de prensa con un MFP de alrededor de 15 micrómetros hasta alrededor de 30 micrómetros. En otra modalidad, la producción de papel tisú o para pañuelos desechables (tissue) usa un medio de prensa con un MFP de alrededor de 5 micrómetros hasta alrededor de 15 micrómetros. En otra modalidad, la producción de cartón usa un medio de prensa con un MFP de alrededor de 25 micrómetros hasta alrededor de 50 micrómetros. En otra modalidad, la producción de papel de periódico usa un medio de prensa con un MFP de alrededor de 15 micrómetros hasta alrededor de 30 micrómetros. En otra modalidad, la producción de pulpa usa un medio de prensa con un MFP de alrededor de 30 micrómetros hasta alrededor de 70 micrómetros. La relación de humedad de la hoja que entra en la sección de prensa es uno de los
parámetros que también es importante para deshidratar una hoja de papel debido a su efecto en la presión hidráulica del sistema. Las mejores prácticas actuales proporcionan una hoja de papel que tiene una relación de humedad de aproximadamente 0.8 (g H2Ü/g sólidos) (para una hoja de 125 gsm esto seria equivalente a 100 gsm de agua) que sale de la sección de prensa, con la mayoría de las máquina comerciales en el tanto de 1 hasta 1.3. La relación de humedad de la hoja típica que entra en la sección de prensa está en el rango desde alrededor de 3.0 hasta 4.0. Si la relación de humedad de la hoja en la pasada a presión es menos que alrededor de 2.0, el desarrollo de presión hidráulica generalmente no es suficientemente alto para alcanzar el beneficio de deshidratado de los aditivos para deshidratar la hoja en la prensa agregados al proceso de elaboración de papel. En una modalidad, la relación de humedad de la hoja que entra la sección de prensa es desde alrededor de 2 hasta alrededor de 4. Este rango es un rango preferido en la mayoría de las operaciones de elaboración de papel. Alguien de experiencia ordinaria en la técnica conocería como medir la relación de humedad de la hoja en un proceso para la elaboración de papel. La relación de humedad de la hoja puede calcularse al medir la relación de la cantidad de agua en la hoja de papel a la cantidad de fibra seca en la hoja de papel. Puede determinarse, por ejemplo, al tomar una
muestra que se toma del proceso de elaboración de papel y determinar el contenido de humedad gravimétricamente . La aplicación de presión mecánica en la pasada a presión es otro parámetro importante para mejorar el deshidratado en un proceso para la elaboración de papel. Deshidratar la hoja al máximo en virtud de un incremento en la relación de presión mecánica aplicada a una hoja de papel y la consecuencia presión hidráulica máxima sola, en una o más pasadas a presión, tiene sus limitaciones en que una relación muy alta de presión aplicada provocará una disrupción de la hoja. Para combatir este efecto adverso, el medio de prensa, que conlleva y soporta la hoja de papel a través de la pasada a presión y proporciona los vacíos para aceptar el agua que se presiona desde la hoja de papel húmeda, pueden modificarse para tener un tamaño MFP más grande. Esta etapa, sin embargo, a menudo es propensa a afectar adversamente las propiedades de la hoja, un resultado típicamente no deseado por el papelero. Sin embargo, una mejora en las propiedades de la hoja, una hoja de papel más uniforme, puede producirse sin una reducción en sólidos de papel que salen de la sección de prensa que se esperaría que realicen las etapas a, c, y d, solas o en combinación una con la otra, o con un incremento en los contenidos de sólido de una hoja de papel que salen de la sección de prensa pueden presentarse simultáneamente; controlar la relación de presión desarrollada en la pasada a
presión; usar un medio de prensa con el tamaño MFP apropiado; proporcionar la relación de humedad de la hoja que entra en la pasada a presión a un nivel suficiente; y agregar ciertos aditivos para deshidratar la hoja en la prensa al sistema antes de la última pasada a presión. En una modalidad, la relación óptima de desarrollo de presión en las pasadas a presión es al menos 1500 MPa/seg. A relaciones menores a 1500 MPa/seg, no es posible que se desarrolle una presión hidráulica de hoja suficiente para que el sistema sea efectivo. La relación de presión desarrollada aplicada a la hoja de papel varia con el tipo de papel a fabricarse. Por ejemplo, una relación de 4000 MPa/seg es típica para el papel tisú. La medición directa de la relación de presión aplicada en una pasada a presión no es un procedimiento estándar. Sin embargo, alguien experto en la técnica de la teoría de prensa conocería como estimar la relación de presión aplicada. Usando un perfil de presión simulado, tal como el que se puede obtener usando el software Nip Profile™ del propietario Albany International, se puede calcular la relación estimada de presión aplicada desde la pendiente tangente de la región remojada del perfil de presión. La relación se expresa en unidades de presión o tensión por unidad de tiempo (MPa/seg). Alternativamente, si el perfil de presión dinámico puede
medirse directamente, la relación de presión aplicada puede deducirse del perfil medido en una manera similar. La adición de uno o más aditivos deshidratantes de hoja de prensa al proceso de elaboración de papel antes de la última pasada a presión también es un parámetro importante para mejorar el deshidratado y/o las propiedades de la hoja de papel. Por ejemplo, si el tamaño MFP del medio de prensa se reduce y la relación de presión desarrollada aplicada se incrementa, hay una fuerte probabilidad de que se presente quebrado de hoja en el proceso de elaboración de papel. El uso de aditivos de deshidratado en prensa puede prevenir esto . La aplicación de aditivos para deshidratar la hoja en la prensa al proceso de elaboración de papel puede tomar lugar en varias ubicaciones antes de la última pasada a presión de la sección de prensa. Por ejemplo, los aditivos para deshidratar la hoja en la prensa pueden aplicarse a la mezcla espesa antes de la formación de la hoja o a la hoja de papel en la sección de formación. Los aditivos para deshidratar la hoja en la prensa pueden aplicarse a la sección de formación por medio de un estallido de roció. Los aditivos para deshidratar la hoja en la prensa pueden incluir: polímeros que contienen aldehidos; polímeros que contienen amina primaria y secundaria; y polímeros que contienen ácido borónico.
Los polímeros que contienen aldehidos puede aplicarse al proceso de elaboración de papel. El polímero que contiene aldehidos se refiere a polímeros que contienen un grupo aldehido libre o un grupo aldehido protegido latente que se puede convertir al aldehido libre. En una modalidad, el polímero que contiene aldehido contiene uno o más polímeros funcionalizados con aldehido que comprende grupos amino o amido en donde al menos alrededor de 15 por ciento mol de los grupos amino o amido se funcionalizan al hacerse reaccionar con uno o más aldehidos y en donde los polímeros funcionalizados con aldehido tienen un peso molecular promedio en peso de al menos alrededor de 100,000 g/mol. La preparación de este polímero se discute en la Solicitud de Patente E.U.A. 2005/0161181, que se incorpora en la presente para referencia. En otra modalidad, el polímero que contiene aldehido es un copolímero DADMAC/AcAM glioxilado. La preparación de este polímero se discute en la Solicitud de Patente E.U.A. 2005/0161181. Tres productos, Nalco 64114, Nalco 64170, y Nalco 64110 son ejemplos de polímeros glioxilados y están disponibles de Nalco Company, 1601 W. Diehl Road, Naperville, IL, 60563-1198. En otra modalidad, el polímero que contiene aldehido es un copolímero DADMAC/ACAm glioxilado protegido. Los ejemplos de estos polímeros se describen en las Patentes E.U.A. Nos.
4,605,718 y 5,490,904 y se incorporan en la presente para referencia . En otra modalidad, los aditivos para deshidratar la hoja en la prensa son polímeros que contienen aldehido o polisacáridos de aldehido protegidos. Tales polímeros se describen en la Patente E.U.A. No. 4, 675, 394 o J. Pulp Pap. ScL, 1991, 17(6), J206-J216, almidón de aldehido catiónico comercialmente disponible de National Starch como Co-Bond 1000; en Ind. Eng. Chem. Res., 2002, 41, 5366-5371, dextrano dietil acetal; almidón oxidado TEMPO ( 2 , 2 , 6, 6-tetrametil-1-piperdiniloxi ) , celulosa, o gomas, y se incorporan en la presente para referencia. Los polímeros que contienen amina primaria y secundaria pueden aplicarse al proceso de elaboración de papel. En una modalidad, los polisacáridos que contienen amina son quitosán (poli [ ß- ( 1, ) -2-amino-2-desoxi-D-glucopiranosa] ) como se describe en Nordic Pulp Pap. Res. J. , 1991, _6(3), 99-109, que se incorpora en la presente para referencia, o polisacáridos tales como almidones o gomas derivados que contienen grupos 3-amino-2-hidroxipropilo colgantes como en la Patente E.U.A. No. 6,455,661, que se incorpora en la presente para referencia. En otra modalidad, los polímeros sintéticos que contienen amina se seleccionan del grupo que consiste de: polietilenimina, polímeros de condensación
epiclorohidrina/amoniaco, polímeros de condensación de dicloruro de etileno/amoniaco, polímeros de polivinilamina o polímeros que contienen vinilamina, polímeros de polialilamina o polímeros que contienen alilamina; y polímeros dendríticos como se describe en la Patente E.U.A. No. 6,468,396, que se incorpora en la presente para referencia . Los polímeros que contienen ácido borónico pueden agregarse al proceso de elaboración de papel como tales. En una modalidad, los polímeros que contienen ácido borónico se seleccionan del grupo que consiste de: poliformamida hidrolizada, y derivados de polivinilamina con ácido 4-carboxifenilborónico . Estos polímeros así como otros polímeros que contienen ácido borónico se describen en O 2006/010268 y esta publicación se incorpora en la presente para referencia. La cantidad de aditivos de deshidratado en prensa químicos agregados al proceso de elaboración de papel depende del tipo de proceso de elaboración de papel. En una modalidad, los aditivos químicos para deshidratar hoja de prensa se agregan en una cantidad desde alrededor de 0.1 kg/T hasta alrededor de 15 kg/T. Aún en otra modalidad, el aditivo para deshidratar hoja de prensa se agrega en una cantidad desde alrededor de 0.25 kg/T hasta alrededor de 5 kg/T.
Las metodologías de la presente invención pueden aplicarse a muchos tipos diferentes de procesos de elaboración de papel. En una modalidad, el proceso de elaboración de papel se selecciona del grupo que consiste de: un proceso para la elaboración de papel para la producción de papel fino; un proceso para la elaboración de papel para la producción de papel tisú; un proceso para la elaboración de papel para la producción de cartón; un proceso para la elaboración de papel para la producción de papel de periódico; y un proceso para la elaboración de papel para la producción de una hoja de pulpa. El siguiente ejemplo no significa que sea limitante.
EJEMPLO Se condujo un ensayo de sección de prensa en una máquina de papel piloto en The Packaging Greenhouse en Karlstad, Suecia. El objetivo del ensayo fue determinar los efectos de la estructura del medio de prensa, configuración de prensa, facilidad de desagüe del almacenado, carga mecánica de prensa, y dosis Nalco 64114 (polímero DADMAC/AcAm glioxilado disponible de Nalco Company, Naperville, IL USA) en el secado de hoja de la sección de prensa. El ensayo fue un diseño de fabricación completo con cinco factores. Cuatro de los factores tienen dos niveles y el quinto, dosis aditiva química, tiene tres niveles. Los factores y niveles fueron:
1. Configuración de prensa (prensa de deslizadera sola o prensa de rodillo seguido por prensa de deslizadera) . 2. Carga de prensa (nivel bajo - 120 kN/m en prensa de rodillo; 750 kN/m en prensa de deslizadera; o nivel alto — 200 kN/m en prensa de rodillo y 1500 kN/m en prensa de deslizadera) . 3. Diseño de medio de prensa (A: tamaño MFP = 30 µp\, B: tamaño MFP = 15 µ?t?) . 4. Facilidad de desagüe (baja = 250 mi CSF o alta = 400 mi CSF) . 5. Dosis Nalco 64114 (0, 1, ó 2 kg/ton con base en sólidos) . El diseño experimental consiste de 60 corridas. Este incluye tres corridas de experimento replicadas cada día. Se determinó que la prensa de rodillo no se descargaría completamente por las condiciones que llaman a usar una prensa de deslizadera sola. Esto cambia el diseño debido a que la prensa de deslizadera sola se corre actualmente usando una línea de carga de 80 kN/m en la prensa de rodillo. El diseño principal en su forma final se resume en la tabla de la Figura 1. Los experimentos fueron aleatorios dentro de cada día. Las presiones de prensa de rodillo y de deslizadera se expresaron como impulso de prensa en kPa-s. Esta es la carga de presión aplicada actual (kN/m) dividida por la velocidad de máquina (m/s) .
Los factores que se mantuvieron constantes durante el ensayo incluyen composición de pasta a retinar, velocidad de la máquina, peso base, y grado de saturación media de prensa. La pasta a retinar fue una OCC simulada obtenida al volver a sacar pulpa de rodillos de cartón de cubierta virgen terminados producidos en un molino de cartón de cubierta Sueco. La velocidad de la máquina se fijó a 300 m/min, el peso base objetivo fue 150 g/m2, y los medios de prensa se mantuvieron saturados al ajusfar el vacio de la caja Uhle. Saturar significa que el contenido de humedad media de la prensa de entrada es tal que el medio de prensa es completamente saturado en la pasada a presión cargada. Esta condición saturada se requiere para maximizar la remoción de agua . Las muestras de agarre de la hoja se tomaron en ubicaciones múltiples; justo antes del desagüe (previo al desagüe) , después del desagüe y antes de la prensa de rodillo (después del desagüe) , después de la prensa de rodillo y antes de la prensa de deslizadera (después del rodillo) , y después de la prensa de deslizadera (después de la deslizadera - sólidos de hoja finales). Los sólidos de hoja se determinaron gravimétricamente para cada muestra al secar durante la noche en un horno a 105°C. Los resultados de la medición de sólidos de hoja se resumen en la tabla de la
Figura 2. Cada uno de los valores sólidos de hoja enlistados se promediaron de dos mediciones. Un aditivo para deshidratar la hoja de prensa se encontró que incrementa los sólidos finales de la hoja a una cantidad pequeña, pero importante, para la mayoría de las condiciones de prensado. Sin embargo, el aditivo de deshidratación de hoja de prensa químico incrementa los sólidos en la hoja en un sorprendente 5-6% cuando el impulso de presión de rodillo fue bajo (16 kPa-s) y el impulso de la prensa de deslizadera fue alto (300 kPa-s) cuando se usa el medio de prensa B y cualquier nivel de facilidad de desagüe de pasta a refinar. Este impacto se describe en la Figura 3 en contraste con otras condiciones de prensado donde el impacto del aditivo para deshidratar hoja de prensa fue pequeño. La condición de prensado donde el efecto aditivo deshidratante de hoja de prensa grande existe fue cuando la cantidad máxima de agua en la hoja entra en la prensa de deslizadera (presión de prensa de rodillo baja con medio de prensa B) y la presión de prensa de deslizadera fue alta con el medio de prensa B proporcionando una alta resistencia a la remoción de agua. La aspereza de las hojas se midió de acuerdo al Método de Prueba TAPPI T 555 om-99 usando el dispositivo Parker Print Surf (PPS) . Esta técnica presiona un anillo de metal contra la superficie de la hoja y mide el flujo de aire a
presión constante entre la superficie de la hoja y el anillo. Este flujo de aire se usa para calcular el valor de aspereza (pm) . La prueba se corrió a 10 ubicaciones en cada lado de cada hoja usando el refuerzo de hule suave y una presión de abrazadera de 1 Pa. Los valores de aspereza promedio de la parte superior e inferior de las hojas se determinan en la Figura 4. Generalmente, la parte superior e inferior de las hojas tiene aspereza equivalente. Las hojas producidas usando el medio de prensa B, con el tamaño MFP más pequeño, fueron significativamente más suaves que las hojas producidas usando el medio de prensa A. El uso de una presión de prensa de rodillo baja, una presión de prensa de deslizadera alta, y Nalco 64114 permite la producción de una hoja más suave a través del uso de un medio de prensa con tamaño MFP más pequeño sin la pérdida de deshidratado de hoja en la sección de prensa en comparación con el uso de las mismas condiciones con el medio de prensa de tamaño MFP más alto.
Claims (15)
1. Un método para la operación de un proceso para la elaboración de papel que contiene una sección de prensa con al menos una pasada a presión, caracterizado porque comprende realizar simultáneamente las siguientes etapas: a. proporcionar un medio de prensa para el proceso de elaboración de papel que tiene un tamaño MFP que es menos que el tamaño MFP de un medio de prensa que se suministró originalmente para el proceso de elaboración de papel; b. agregar una cantidad efectiva de uno o más aditivos deshidratantes de hoja de prensa al proceso de elaboración de papel antes de la última pasada a presión del proceso de elaboración de papel; c. proporcionar una relación de humedad de la hoja de una hoja de papel que entra a pasada a presión de la sección de prensa para entre alrededor de 2 hasta alrededor de 9; y d. aplicar una relación óptima de desarrollo de presión en una o más pasadas a presión del proceso de elaboración de papel, en donde las etapas a, b, c, y d ya sea: resultan en la producción de una hoja de papel más uniforme sin la reducción en sólidos de papel que salen de la sección de prensa que se esperaría de realizar a, c, y d, solas o en combinación una con la otra; o resultan en la producción de una hoja de papel más uniforme con un incremento en el contenido de sólidos de la hoja de papel que salen de la sección de prensa.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de elaboración de papel se selecciona del grupo que consiste de: un proceso para la elaboración de papel para la producción de papel fino; un proceso para la elaboración de papel para la producción de papel tisú; un proceso para la elaboración de papel para la producción de cartón; un proceso para la elaboración de papel para la producción de papel de periódico; y un proceso para la elaboración de papel para la producción de una hoja de pulpa .
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación de humedad de la hoja es desde alrededor de 2 hasta alrededor de 4.
4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación óptima de presión desarrollada es al menos 1500 MPa/seg.
5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aditivo químico para deshidratado en prensa se agrega a la mezcla espesa de elaboración de papel antes de la formación de la hoja o a una hoja de papel en la sección de formación de un proceso para la elaboración de papel .
6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aditivo químico para deshidratado en prensa se agrega en una cantidad desde alrededor de 0.1 kg/T hasta alrededor de 15 kg/T.
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aditivo químico de deshidratado se agrega en una cantidad desde alrededor' de 0.25 kg/T hasta alrededor de 5 kg/T.
8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aditivo de deshidratado de hoja de prensa es un copolímero DADMAC/AcAm glioxilado.
9. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de elaboración de papel para papel fino usa un medio de prensa con un FP de alrededor de 15 micrómetros hasta alrededor de 30 micrómetros.
10. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de elaboración de papel para papel tisú usa un medio de prensa con un MFP de alrededor de 5 micrómetros hasta alrededor de 15 micrómetros.
11. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de elaboración de papel para cartón usa un medio de prensa con un MFP de alrededor de 25 micrómetros hasta alrededor de 50 micrómetros.
12. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de elaboración de papel para papel de periódico usa un medio de prensa con un MFP de alrededor de 15 micrómetros hasta alrededor de 30 micrómetros .
13. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el proceso de elaboración de papel para una hoja de pulpa usa un medio de prensa con un MFP de alrededor de 30 micrómetros hasta alrededor de 70 micrómetros .
14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tamaño MFP del medio de prensa tiene un tamaño MFP que es al menos 25% menor que el medio de prensa que se suministró originalmente para el proceso de elaboración de papel.
15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aditivo de deshidratado de hoja de prensa es un polímero que contiene aldehido que contiene uno o más polímeros funcionalizados con aldehido que comprende grupos amino o amido en donde al menos alrededor de 15 por ciento mol de los grupos amino o amido se funcionalizan al hacerse reaccionar con uno o más aldehidos, y en donde los polímeros funcionalizados con aldehido tienen un peso molecular promedio en peso de al menos alrededor de 100,000 g/mol .
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