MX2015002187A - Proceso de purificacion para celulosa parcialmente hidrolizada. - Google Patents

Abstract

Un método para recuperar celulosa parcialmente hidrolizada purificada (36) de una composición (14) que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y un ácido, como ácido sulfúrico. Una base (28) que tiene un catión que forma un precipitado con el anión del ácido se añade a la composición. Por ejemplo, una base como hidróxido de bario se añade para formar un precipitado de sulfato. El precipitado (38) a continuación se separa de la celulosa parcialmente hidrolizada (36), reduciendo así su contenido de ácido. El método puede incluir los pasos adicionales de centrifugación (18) de la composición, rompimiento de las aglomeraciones (44) en la composición después de la precipitación y diálisis (42).

Description

PROCESO DE PURIFICACIÓN PARA CELULOSA PARCIALMENTE H1DROLIZADA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a procesos de lavado de celulosa parcialmente hidrolizada para eliminar el ácido a niveles bajos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las siguientes referencias describen los pasos del proceso que se han empleado para producir celulosa parcialmente hidrolizada en la literatura de la téenica antecedente, que a continuación se comentan, tales como (1) US 5,629,055 de Revol et al; (2) Jean-Frangois Revol, Louis Godbout, Xue-Min Dong, Derek G. Gris, Henri Chanzy, y Georg Maret, "Chiral nematic suspensions of cellulose crystallites; phase separation and magneticfield Orientation", Liquid Crystals, (1994) Vol. 16, No. 1 ;127 and (3) Xue Min Dong, Tsunehisa Kimura, Jean-Frangois Revol y Derek G. Gray, "Effects of lonic Strength on the Isotropic-Chiral Nematic Phase Transition of Suspensions of Cellulose Crystallites", Langmuir, (1996) Vol. 12: 2076.

La celulosa parcialmente hidrolizada (también mencionada en la literatura como cristalitos de celulosa o celulosa nanocristalina) comúnmente se produce por la hidrólisis de ácido controlada de celulosa con ácido sulfúrico. La celulosa puede ser de diversas fuentes, incluyendo pulpa de madera y algodón. Las regiones amorfas menos densas a lo largo de las microfibrillas de celulosa son más susceptibles al ataque con ácido durante la hidrólisis y escisión para generar la celulosa parcialmente hidrolizada. Pueden usarse otros ácidos distintos a sulfúrico, tales como ácido clorhídrico, ácido fosfórico, etc. , o una mezcla de ácidos. Para explicarlo sencillamente, la siguiente discusión se centra en el uso de ácido sulfúrico y en la remoción de de sulfato.

A concentraciones iónicas elevadas, como la ocasionada por el ácido sulfúrico residual de la hidrólisis, las nanopartículas individuales de celulosa cristalina tienden a aglomerarse en partículas de mayor tamaño que se asientan bajo la influencia de la gravedad, o en una centrifugadora. Para obtener las nanopartículas discretas deseadas, la concentración iónica de la solución debe reducirse a un nivel muy bajo. Para lograr esa purificación deseada, uno o más pasos de la dilución seguida de centrifugación normalmente se emplean para separar la mayor parte del ácido sulfúrico (alrededor de 90%) de la celulosa parcialmente hidrolizada; sin embargo, conforme la concentración de ácido y concentración iónica asociada disminuyen, las partículas de celulosa parcialmente hidrolizada se desaglomeran en pequeños agregados hasta un punto en que son demasiado pequeños para ser recolectados de manera eficaz en una centrifugadora y deben emplearse métodos alternativos para reducir aún más la concentración de ácido.

Para lograr la pureza final deseada de la suspensión de celulosa parcialmente hidrolizada, generalmente se emplea un filtro muy fino que retiene las partículas de celulosa parcialmente hidrolizada partículas junto con un lavado con agua continuo o escalonado. Este paso de lavado frecuentemente se menciona en la literatura como diálisis o diafiltradón.

Aunque una parte significativa del ácido de partida se ha sido removido generalmente por la centrifugación previa, las metas de pureza para la celulosa parcialmente hidrolizada son tales que las concentraciones de ácido deben reducirse aún más en varios órdenes de magnitud. Incluso con un sistema de diálisis muy eficiente, se requieren áreas superficiales de filtración y caudales muy grandes en relación con la cantidad de celulosa parcialmente hidrolizada producida, lo que lleva a altos costos de capital y de operación, uso de agua y de equipamiento, especialmente a escalas mayores.

Aunque en general mejora la viabilidad global, la centrifugación no es estrictamente necesaria como primera fase de purificación. La pureza final deseada se puede lograr mediante la diálisis únicamente; sin embargo, esto aumenta las exigencias de lavado con diálisis y los costos de recuperación de ácido significativamente.

El proceso de purificación de la téenica anterior descrito anteriormente también elimina los azúcares producidos por hidrólisis, así como otras impurezas solubles; sin embargo, éstas están habitualmente presentes en menor cantidad que el ácido sulfúrico, de tal manera que su remoción no es normalmente el factor limitante en la purificación de celulosa parcialmente hidrolizada.

Tal como se describe en la técnica antecedente indicada anteriormente, las partículas de celulosa parcialmente hidrolizada producidas utilizando ácido sulfúrico generalmente contienen grupos sulfato que son muy poco ácidos.

Una vez que se ha reducido la concentración iónica a niveles suficientemente bajos, la suspensión de celulosa parcialmente hidrolizada normalmente se dispersa mediante sonicación u otra operación con alto cizallamiento. Además, la suspensión de celulosa parcialmente hidrolizada generalmente se neutraliza con NaOH u otra base para mejorar la estabilidad térmica y la redispersabilidad de la celulosa parcialmente hidrolizada (si se seca). Se sabe que las bases que contienen cationes divalentes, como Ca++ y Ba++ interfieren con la formación ordenada en fases, como la formación de películas iridescentes y demás, por lo que su presencia en el producto final es deseable para muchas aplicaciones: "Cellulose Nanocrystal Suspensions", Dr. Gray, D., Dept. of Chemistry, cGill University, 10th International Conference on Wood and Other Biofibre Plástic Composites, Madison, Wisconsin, mayo 13, 2009.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención proporciona un método para remover ácido de una composición que contiene partículas de celulosa parcialmente hidrolizada, es decir, para recuperar celulosa purificada parcialmente hidrolizada de una composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y ácido. La invención reduce los requisitos de elevado capital y costos de operación, uso del agua y de mayores áreas superficiales de filtración típicas de los procesos de la téenica ánterior.

De acuerdo con una modalidad de la invención, se proporciona un método para recuperar celulosa parcialmente hidrolizada purificada de una composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y un ácido, que comprende los pasos de añadir a la composición una base que tiene un catión que forma un precipitado con un anión del ácido, lo que forma el precipitado, y separar la celulosa parcialmente hidrolizada del precipitado.

De acuerdo con una modalidad adicional de la invención, se proporciona un método para recuperar celulosa parcialmente hidrolizada purificada de una composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y ácido sulfúrico, que comprende los pasos de añadir a la composición una base que tiene un catión que forma el precipitado que contiene sulfato, lo que forma el precipitado, y separar la celulosa parcialmente hidrolizada del precipitado que contiene sulfato.

Según otras modalidades de la invención, el método puede incluir uno o más de los siguientes pasos: diluir la composición y centrifugar la composición diluida para remover ácido, antes de agregar la base; romper las aglomeraciones en la composición después de la precipitación; aplicar diálisis o diálisis parcial a la composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y ácido, o al producto de celulosa parcialmente hidrolizada después de la separación del precipitado.

Se describen a continuación otros aspectos de la invención y características de modalidades específicas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama esquemático de un proceso del arte previo para remoción de ácido sulfúrico de una composición que comprende partículas de celulosa parcialmente hidrolizada y ácido sulfúrico.

La figura 2 es un diagrama esquemático de una modalidad de un proceso de acuerdo con la invención para purificar celulosa parcialmente hidrolizada.

La figura 3 es un diagrama esquemático de una segunda modalidad del proceso de purificación, incorporando la remoción de ácido corriente arriba por centrifugación.

La figura 4 es un diagrama esquemático de una tercera modalidad del proceso de purificación, incorporando la remoción de ácido corriente arriba por centrifugación y diálisis parcial.

La figura 5 es un diagrama esquemático de una cuarta modalidad del proceso de purificación, incorporando rompimiento de aglomeración por sonicación u otra operación con alto dzallamiento.

La figura 6 es un diagrama esquemático de una quinta modalidad del proceso de purificación, incorporando un paso de pulido con diálisis corriente abajo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En esta descripción y en los dibujos, los elementos correspondientes y similares son identificados por la misma referencia de caracteres.

Se pueden preparar composiciones que comprenden partículas de celulosa parcialmente hidrolizada y ácido sulfúrico de acuerdo con métodos bien conocidos en la téenica, es decir, por la hidrólisis de materiales celulósicos naturales como la pulpa de madera. Normalmente, la pulpa química blanqueada finamente molida reacciona con ácido sulfúrico a temperatura elevada y con mezclado continuo. Después de completada la hidrólisis al grado requerido, la mezcla se extingue con agua. La composición resultante normalmente se encuentra en forma de una suspensión, solución, coloide o gei.

Se ilustra en la figura 1 un proceso del estado de la técnica para remover el ácido sulfúrico de una composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y ácido sulfúrico. Un paso de dilución 10 se realiza mediante un torrente de agua o ácido diluido 12 a la composición 14 de celulosa parcialmente hidrolizada y ácido sulfúrico. La composición diluida 16 se somete a centrifugación 18. Estos dos pasos se pueden repetir tantas veces como sea necesario. Después de la centrifugación, la composición de celulosa parcialmente hidrolizada concentrada 20 se somete a diálisis 22. El paso de diálisis se puede hacer por medio de la adición continua o escalonada de agua, o lavado por lotes. La diálisis produce la celulosa parcialmente hidrolizada purificada 24. Tanto el paso de diálisis 22 y el paso de centrifugación 18 producen un flujo de ácido de desecho 26, ya que el ácido sulfúrico se remueve de la composición.

Aunque el ácido sulfúrico comúnmente es el ácido usado para preparar la celulosa parcialmente hidrolizada, como se mencionó anteriormente, se pueden usar otros ácidos como el ácido clorhídrico y el ácido fosfórico, así como mezclas de ácidos. La presente invención para purificar celulosa parcialmente hidrolizada se aplica de manera general a las mezclas de celulosa parcialmente hidrolizada y ácido resultantes de tales operaciones. Esto se lleva a cabo mediante la selección de una base cuyo catión tiene un producto de baja solubilidad adecuada cuando se combina con el anión del ácido. Por ejemplo, se puede seleccionar el hidróxido de aluminio como base donde el ácido en la mezcla parcialmente hidrolizado-áddo es ácido fosfórico para precipitar el fosfato de aluminio. En la siguiente descripción y en los dibujos, el método de la invención se describe para el caso en el que el ácido en la mezcla de celulosa parcialmente hidrolizada y ácido es ácido sulfúrico, como un ejemplo de las mezclas a las que se puede aplicar la invención, En referencia a la figura 2, que ilustra una modalidad básica del proceso 40 de la invención, una base 28 reacciona 30 con una composición 14 de celulosa parcialmente hidrolizada y ácido sulfúrico para precipitar el sulfato. La base puede contener un catión divalente, como bario, calcio, plomo, mercurio, radio, plata, estroncio, etc. , con una baja solubilidad al sulfato. Por ejemplo, la base puede ser hidróxido de bario, Ba(OH)2 o carbonato de bario, BaC03. El producto de solubilidad del precipitado es preferentemente menor de 10-4 y más preferiblemente menos de 2 x 1010. La mezcla 32 producida por la reacción de precipitación 30 se somete a un paso de separación 34. Esta separación se puede hacer por cualquier medio idóneo, incluyendo uno o más de asentamiento, centrifugado y filtración. La separación resulta en celulosa parcialmente hidrolizada purificada 36 y el precipitado de sulfato 38, por ejemplo, sulfato de bario.

La figura 3 ilustra una nueva modalidad del proceso 50 en el que los pasos de dilución 10 y de centrifugación 18 del arte anterior se agregan a los pasos de precipitación 30 y separación 34 pasos del proceso 40 de la figura 2. Este es conveniente a fin de reducir los costos asociados con el uso elevado de bases, disposición del precipitado y conformación del ácido. Los pasos de dilución 10 y centrifugación 18 se realizan corriente arriba del paso de precipitación 30 y pueden repetirse tantas veces como se desee. Uno o más pasos de centrifugación 18 se utilizan para reducir al mínimo la concentración de ácido antes de emplear los pasos de purificación de la precipitación. Más de aproximadamente 90% del ácido inicial se puede eliminar a través de los pasos de dilución 10 y centrifugación 18, lo que produce una suspensión de apro)dmadamente 2 a 5% en peso parcialmente hidrolizada con un pH de aproximadamente 1.0. Suponiendo una celulosa parcialmente hidrolizada al sulfato libre (no ligado químicamente a la celulosa parcialmente hidrolizada) en el punto medio de este rango indica una relación de 0.4 g de SO4 libre por gramo de celulosa parcialmente hidrolizada. Las metas de pureza final son equivalentes a menos de 1/1000 del ácido o menos. La remoción del ácido libre en o cerca de los niveles de pureza final requeriría un equivalente de adición de la base a alrededor de 0.7 g de Ba(OH)2 por gramo de celulosa parcialmente hidrolizada y produciría alrededor de 1.0 g de precipitado de BaSO4 por gramo de celulosa parcialmente hidrolizada. Las pérdidas de celulosa parcialmente hidrolizada asociadas con la remoción del precipitado serían de aproximadamente 5%, suponiendo alrededor de 2% de carbono en el precipitado de sulfato, y cerca de 39% de carbono en la celulosa parcialmente hidrolizada, pero reduciría de manera drástica o eliminaría cualquier requerimiento de lavado de diálisis y de purificación.

La figura 4 ilustra una nueva modalidad del proceso 70 que se mejora, con respecto al proceso 50 de la figura 3, con la adición de un paso de diálisis parcial 42 después del paso de centrifugación 18 y antes del paso de precipitación 30. La diálisis normalmente reduce los niveles de ácido en varios cientos o miles de veces que mediante centrifugación solamente. La capacidad del sistema de diálisis y su costo son aproximadamente proporcionales al log de la tasa de remoción requerida. Por lo tanto, una reducción de aproximadamente 10 veces en la relación de ácido a celulosa parcialmente hidrolizada requeriría aproximadamente sólo 1/3 de la capacidad de diálisis requerida para lograr una reducción de 1,000 veces. Sin embargo, esta misma reducción de 10 veces en la concentración de ácido libre de partida reduciría las pérdidas por el el uso de la base y del precipitado de sulfato asociado y de celulosa parcialmente hidrolizada en 10 veces, de tal manera que pueden lograrse una mejora en escala global.

La diálisis 42 por ejemplo, se puede hacer con bolsas de membrana para ultrafiltración de diálisis sumergidas en una cuba de agua desionizada, manteniendo un flujo de agua a la cuba para lavar el ácido libre 26 de la suspensión de celulosa parcialmente hidrolizada. La suspensión se somete a los pasos de precipitación 30 y separación 34 para producir celulosa parcialmente hidrolizada purificada 36 y el precipitado de sulfato 38. El paso de diálisis 42 se puede hacer por medio de la adición continua o escalonada de agua, o lavado por lotes.

La figura 5 presenta una nueva modalidad del proceso 80 que es mejorado, en comparación con el proceso 70 de la figura 4, al incluir un paso de rompimiento de aglomeración 44 mediante sonicadón u otra operadón con alto dzallamiento para dispersar o separar las partículas de celulosa pardalmente hidrolizada después del paso de predpitadón 30 y antes del paso de separadón 34.

El paso de rompimiento de aglomeradón 44 se puede hacer utilizando dispositivos de alta presión, alto dzallamiento o ultrasónicos que se emplean de forma habitual después de la purificadón de celulosa pardalmente hidrolizada mediante téenicas del arte previo. Hemos encontrado que una reducdón significativa (alrededor del 33%) de las pérdidas de la celulosa pardalmente hidrolizada asodadas con la remoción del predpitado de sulfato puede lograrse a través del uso de rompimiento de aglomeradón antes de la separadón del predpitado sin incrementar significativamente la concentraaón de cationes en el producto de celulosa parcialmente hidrolizada final 36.

En el proceso de purificadón 80, el paso de diálisis pardal 42 es opcional. Por consiguiente, el proceso puede induir todos los pasos como se muestran en la figura 5, o el paso de diálisis 42 se puede omitir, en cuyo caso la celulosa parcialmente hidrolizada concentrada 20 de la centrifugación 18 se alimenta al paso de precipitación 30.

La figura 6 ilustra una nueva modalidad del proceso 90 que se mejora, con respecto al proceso 80 de la figura 5, con la adición de un paso de diálisis parcial 46 del filtrado 48 del paso de separación 34. Un torrente de agua o ácido diluido 52 se alimenta al paso de diálisis parcial 46 y un torrente de desecho 56 de agua, ácido residual e impurezas asociadas con la adición de la base se elimina. El nivel de remoción de ácido libre (sulfato) está limitado por la cantidad de catión utilizado para precipitar el sulfato que puede permanecer en la solución (y su producto de solubilidad). Por ejemplo cuando se utiliza bario, la concentración mínima teórica de sulfato libre es de alrededor de 1.5 x 10·5 mol/L para una concentración máxima de bario residual de aproximadamente 1 mg/L en función de un producto de solubilidad de 1.1 x 10-10 para BaSO* Esta concentración de sulfato residual se cree que es lo suficientemente baja para la mayoría de las aplicaciones; sin embargo, si se requieren menores concentraciones de ácidos que las que se pueden lograr dados los requerimientos de cationes residuales, los pasos de precipitación y de separación pueden seguirse con un pequeño paso final de pulido con diálisis 46, como se muestra en la figura 6. Esta disposición permite niveles más altos de remoción general de ácido, al tiempo que se reducen al mínimo la concentración de cationes restantes y de cualesquiera impurezas asociadas con la adición de la base.

En el proceso de purificación 90, el paso de diálisis parcial 42 antes de la precipitación 30 y el paso de homogeneizadón 44 despues de la predpitadón 30, son opdonales. El proceso por lo tanto puede induir todos los pasos como se muestra en la figura 6, o puede omitir uno o ambos de los pasos de diálisis pardal 42 y de rompimiento de aglomeradón 44.

EJEMPLOS Se produjo una suspensión de partículas de celulosa parcialmente hidrolizadas en ácido sulfúrico según un método semejante al descrito en US 5 5,629,055 Revol et al, como se describe en detalle a continuación. Esta mezcla fue purificada utilizando varias etapas de dilución y centrifugación hasta que se produjo una suspensión coloidal que ya no se podría concentrar fácilmente por centrifugación. Este correspondió a típicamente a un pH de más de aproximadamente 1.0 a 1.5. Estas suspensiones pardalmente purificadas se ío diluyeron entonces y se trataron con Ba(OH)2 para lograr varios pH finales diferentes y las suspensiones tratadas se asentaron y/o centrifugaron y filtraron para remover el predpitado de sulfato.

Para valorar si el predpitado de sulfato produddo puede formarse en las partículas de celulosa pardalmente hidrolizada o si la remodón del predpitado 15 de sulfato también capturaría y removería una fracdón significativa de las partículas de celulosa pardalmente hidrolizadas, el predpitado de sulfato produddo en los experimentos se analizó buscando carbono, que sería indido de celulosa pardalmente hidrolizada. Este trabajo encontró que el carbono estaba presente en el predpitado de sulfato a razón de aproximadamente 2% en peso a pesar del pH 20 de partida o final, de manera tanto que las pérdidas de celulosa pardalmente hidrolizada fueron aproximadamente propordonales a la cantidad de áddo removido mediante esta téenica. Los requisitos de áddo residual son lo sufidentemente bajos de manera que muy poco áddo debe ser removido mediante esta técnica para que tenga un impacto dramático en los requisitos y costo del 25 sistema de purificadón.

También se determinó si el catión utilizado para predpitar el sulfato podría persistir en la soludón y/o unirse con la celulosa pardalmente hidrolizada de manera que estuviera presente en el producto purificado final en concentradones significativas, lo que podría ser indeseable para muchos usos potenciales de la celulosa parcialmente hidrolizada. El análisis del producto de celulosa parcialmente hidrolizada purificada utilizando el proceso de la invención indicó que podían lograrse tasas elevadas de remoción de sulfato con niveles muy bajos del catión utilizado restante en la solución (< 1 mg/L Ba en la mayoría de los experimentos). Este trabajo parece confirmar que el catión utilizado no se unió directamente con los grupos sulfato en la celulosa parcialmente hidrolizada, ni el precipitado tan fino que no pudiera ser removido a traves de centrifugación y/o filtración. Al contrario, se encontró que los niveles de cationes residuales podrían reducirse a niveles muy bajos, semejantes a los pronosticados de la cantidad de sulfato libre en la solución y el producto de solubilidad de ese catión en particular.

EJEMPLO 1 10 g de pulpa Kraft finamente molida se hicieron reaccionar con 130 g de 63% de H2SO4 en un vaso de precipitados mezclado continuamente en un baño de agua a 46°C durante 60 minutos. Esta mezcla se extinguió entonces con 1500 mi de agua desionizada (DI) agua y se le permitió asentarse de la noche a la mañana. Por la mañana la capa clara de sobrenadante clara se decantó lejos y los aproximadamente 400 g de la suspensión restante se dividieron en alícuotas de 12-30 mi que fueron tratadas en una centrifugadora en serie para laboratorio durante 10 minutos a 1100 rpm. Las alícuotas entonces se decantaron, rellenaron con agua DI, y trataron otra vez en la centrifugadora dos veces más hasta que la suspensión ya no se separó. Esto correspondió a un pH de aproximadamente 1.2. Las 12 alícuotas individual entonces se recombinaron y se mezclaron. Se removieron nuevas alícuotas de 5 mi, se diluyeron 10 veces con agua DI y se titularon con una solución de 5.5 g/l de Ba(OH)2 a valores finales diferentes de pH como se indica con los resultados resumidos abajo en la tabla 1 (Ejemplo 1a: 2.3 , Ejemplo 1b: 2.5 , Ejemplo 1c: 2.7 , Ejemplo 1d: 3.5 , Ejemplo 1e: 6 a 7). Las suspensiones resultantes fueron divididas en dos alícuotas de 30 mi, y tratadas en la centrifugadora de laboratorio a 2220 rpm durante 30 minutos. El sobrenadante que contiene la celulosa parcialmente hidrolizada coloidal entonces lie decantado, tratado por sonicadón durante 90 minutos, filtrado a través de un filtro de 0.3 miaras y secado de la noche a la mañana a 40 grados C a una película delgada. Antes del secado, 5 se analizó una muestra de 2 mi de sobrenadante filtrado para buscar bario. La torta sólida removida por centrifugado se secó de la noche a la mañana, se pesó y analizó para el contenido de carbono. La pérdida de celulosa pardalmente hidrolizada con el predpitado de sulfato se estimó asumiendo que todo el carbono era de celulosa pardalmente hidrolizada, y que representa 39% de la masa de celulosa lo pardalmente hidrolizada. La pérdida del rendimiento asodada con predpitaaón se calculó entonces al dividir la celulosa pardalmente hidrolizada estimada en el predpitado de sulfato entre la propordón de la carga original de pulpa, con respecto al tamaño de la alícuota tratada por este método. 15 EJEMPLO 2 El ejemplo 2 fue idéntico al ejemplo 1b en todos los aspectos excepto que la alícuota de celulosa pardalmente hidrolizada lavado por centrifugado se trató con Ba(OH)2 sin la diludón D110 veces. Este experimento mostró niveles más altos 20 de base requeridas, así como mayores niveles de carbono en el predpitado de sulfato, que correspondió a un nivel más alto de pérdida de celulosa pardalmente hidrolizada. Los resultados se muestran en la tabla 1.

EJEMPLO 3 25 El ejemplo 3 muestra los resultados de un experimento idéntico al ejemplo 1b, con la variadón de que fue tratado por sonicación por 90 minutos después del tratamiento con Ba(OH)2 pero antes de la centrifugadón para remover el precipitado de sulfato. Los resultados de este experimento se resumen en la tabla 1 y muestran una reducción en el porcentaje de carbono en el precipitado de sulfato, y así una reducción en la perdida de celulosa parcialmente hidrolizada. Es posible que el rompimiento de aglomeración antes de la adición de la base y precipitación también pueda ser efectivo.

EJEMPLOS 4 Y 5 Un lote de celulosa parcialmente hidrolizada se produjo mediante un método idéntico al indicado en el ejemplo 1 , con la excepción que el ácido y la pulpa se hicieron reaccionar sólo 35 minutos (en vez de 60) antes de extinguir y lavado centrífugo como se describió arriba. La suspensión resultante de celulosa parcialmente hidrolizada lavada con un pH de aproximadamente 1.5 se dividió en varias alícuotas y se colocó dentro de bolsas de diálisis con membrana de ultrafiltradón de diálisis y se sumergieron en una cuba que contenía agua DI. Un flujo de agua DI se mantuvo en en la cuba y derramó una solución débilmente ádda, lavando a í lentamente el áddo libre de la suspensión de celulosa pardalmente hidrolizada. Se dializaron cuatro muestras por 0, 4, 15 y 20 horas antes de removerse de la cuba y diluirse 4 veces con agua DI. Después de la diludón, las muestras de 15 y 20 horas ya estaban endma de la meta final de pH. Ambas muestras dializadas de 0 y 4 horas se titularon con 5.5 g/l de soludón de Ba(OH)2 a un pH final de 3.2. Estas dos muestras se centrifugaron durante 30 minutos a 2200 rpm. El sobrenadante fue entonces decantado, tratado por sonicadón durante 90 minutos, filtrado a través de un filtro de 0.3 miaras y secado de la noche a la mañana a 40 grados C a una película delgada. El predpitado recolectado del centrifugado se secó y luego se analizó para buscar carbono. Las muestras del sobrenadante filtrado también se extrajeron y fueron analizadas para buscar bario. Los resultados de estos experimentos se muestran en la tabla 2 a continuadón como ejemplos 4 y 5. La muestra pardalmente dializada mostró un porcentaje semejante de carbono en el precipitado; sin embargo, ya que se requirió mucho menos Ba(OH)2, produciendo menos precipitado de sulfato, la pérdida general de celulosa parcialmente hidrolizada se redujo apredablemente. Ambas muestras mostraron niveles semejantes de bario remanente en la solución, aproximadamente 0.8 mg/l.

TABLA 1 TABLA 2 Como será evidente para los expertos en el arte a la luz de la anterior descripción, son posibles muchas modificaciones y alteraciones en la puesta en práctica de esta invención sin desviarse del alcance de la misma. Por consiguiente, el alcance de la invención debe interpretarse de acuerdo con las reivindicaciones siguientes.

Claims (30)

REIVINDICACIONES

1. Un metodo para recuperar celulosa parcialmente hidrolizada purificada de una composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y 5 un ácido, que comprende los pasos de: (a) añadir a la composición de celulosa parcialmente hidrolizada y ácido una base que tiene un catión que forma un precipitado con un anión del ácido, formando con ello el precipitado; y (b) separar la celulosa parcialmente hidrolizada en el producto del paso (a) del ío precipitado.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además, antes de realizar el paso (a), el paso de diluir la composición y centrifugar la composición diluida para remover el ácido.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que comprende 15 además, después del paso (a) y antes del paso (b), un paso de rompimiento de aglomeración del producto del paso (a).

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, que comprende además, antes del paso (a), un paso de diálisis de la composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y ácido. 20

5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 -4, que comprende, después del paso (b), un paso de diálisis del producto de celulosa parcialmente hidrolizada del paso (b).

6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el paso (b) se realiza por uno o más de asentamiento, centrifugado y 25 filtración, y combinaciones de los mismos.

7. El metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y ácido es una de una suspensión, una solución, un coloide y un gel.

8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, 5 en donde el ácido es ácido sulfúrico.

9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el ácido es ácido fosfórico.

10. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la base es hidróxido de bario. ío

11. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la base es carbonato de bario.

12. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 ó 9, en donde la base es hidróxido de aluminio.

13. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 12, en donde el catión se selecciona de manera que el precipitado que se forma en el paso (a) tiene baja solubilidad en la composición.

14. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el precipitado que se forma en el paso (a) tiene un producto de solubilidad menor a IO4. 20

15. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el precipitado que se forma en el paso (a) tiene un producto de solubilidad menor a 2 x 1010.

16. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el catión es divalente. 25

17. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el catión es uno de bario, calcio, plomo, mercurio, radio, plata, estroncio o aluminio.

18. Un método para recuperar celulosa parcialmente hidrolizada purificada de una composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y ácido sulfúrico, que comprende los pasos de: (a) añadir a la composición de celulosa parcialmente hidrolizada y ácido una base que tiene un catión que forma con el anión del sulfato del ácido sulfúrico un precipitado que contiene sulfato, formando con ello el precipitado que contiene sulfato; y (b) separar la celulosa parcialmente hidrolizada en el producto del paso (a) del precipitado que contiene sulfato.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 18, que comprende además, antes de realizar el paso (a), el paso de diluir la composición y centrifugar la composición diluida para remover el ácido.

20. El método de acuerdo con la reivindicación 18 ó 19, que comprende además, después del paso (a) y antes del paso (b), un paso de rompimiento de aglomeración del producto del paso (a).

21. El método de acuerdo con la reivindicación 18 ó 19, que comprende además, antes del paso (a), un paso de diálisis de la composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y ácido sulfúrico.

22. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18- 21, que comprende, después del paso (b), un paso de diálisis del producto de celulosa parcialmente hidrolizada del paso (b).

23. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, en donde el paso (b) se realiza por uno o más de asentamiento, centrifugado y filtración, y combinaciones de los mismos.

24. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, en donde la composición que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y ácido sulfúrico es una de una suspensión, una solución, un coloide y un gel.

25. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 24, en donde el precipitado que se forma en el paso (a) tiene un producto de solubilidad menor a 10-4.

26. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 5 24, en donde el precipitado que se forma en el paso (a) tiene un producto de solubilidad menor a 2 x 1Q10.

27. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 26, en donde el catión es divalente.

28. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a ío 26, en donde el catión es uno de bario, calcio, plomo, mercurio, radio, plata o estroncio.

29. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 26, en donde la base es hidróxido de bario.

30. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 15 26, en donde la base es carbonato de baño. 20 25 RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un método para recuperar celulosa parcialmente hidrolizada purificada (36) de una composición (14) que comprende celulosa parcialmente hidrolizada y un ácido, como ácido sulfúrico. Una base (28) que tiene un catión que forma un precipitado con el anión del ácido se añade a la composición. Por ejemplo, una base como hidróxido de bario se añade para formar un precipitado de sulfato. El precipitado (38) a continuación se separa de la celulosa parcialmente hidrolizada (36), reduciendo así su contenido de ácido. El método puede incluir tos pasos adicionales de centrifugación (18) de la composición, rompimiento de las aglomeraciones (44) en la composición después de la precipitación y diálisis (42).