MXPA04004525A - Almidon modificado y proceso para obtenerlo. - Google Patents

Abstract

La presente invencion proporciona un proceso que se puede usar para producir un producto de almidon. El proceso comprende calentar una composicion que consiste esencialmente de un almidon, una poliacrilamida y un cation multivalente. La relacion en peso de almidon a poliacrilamida es mayor que aproximadamente dos a uno. El proceso tambien puede comprender calentar una composicion, que consiste esencialmente de un almidon y una poliacrilamida para producir una composicion calentada seguida por el contacto de la composicion calentada con un cation multivalente. El calentamiento se pude llevar a cabo a un PH por arriba de 7.0 si la poliacrilamida es una poliacrilamida cationica o una poliacrilamida no ionica y si el almidon es un almidon cationico y la poliacrilamida es una poliacrilamida anfoterica o poliacrilamida anionica, el calentamiento neutraliza menos de 75% del almidon cationico.

Description

ALMIDÓN MODIFICADO Y PROCESO PARA OBTENERLO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un proceso para la producción de una composición de almidón, a una materia prima de papel que comprende la composición de almidón, a un proceso para utilizar la composición de almidón como auxiliar de retención en la elaboración de papel y a un proceso para utilizar la composición de almidón como auxiliar de clarificación para eliminar sólidos de una dispersión acuosa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La producción de papel involucra la formación y deshidratación de una red principalmente compuesta de fibras de celulosa y rellenador inorgánico. La red es formada mediante la dispersión de una suspensión acuosa que contiene fibras de celulosa y rellenador inorgánico sobre un cable o malla, y luego eliminando el agua para formar una red u hoja de fibras. La suspensión acuosa es denominada como "materia prima de papel" en el comercio, y el agua eliminada es denominada como "agua blanca".

La industria ha buscado por mucho tiempo formas para reducir el porcentaje de fibras de celulosa pequeñas y de partículas rellenadoras que son eliminadas con el agua blanca conforme se forma la red de papel. No solamente esto representa una pérdida de material, sino que también contribuye a una acumulación de material en el agua blanca, conocida como "basura aniónica" que deteriora la operación eficiente del equipo. De este modo, la retención mejorada de las partículas más pequeñas no solamente hace más fácil la eliminación del agua, sino que también mejora el rendimiento y la productividad del proceso de elaboración de papel. Han sido sugeridos muchos aditivos en la técnica anterior para mejorar la retención de materiales finos y el drenado en la parte húmeda. Los almidones catiónicos frecuentemente son utilizados para este propósito, particularmente los almidones de maíz ceroso y papa, catiónicos, relativamente caros. Ha sido utilizado almidón de maíz catiónico menos caro, pero éste en general no proporciona retención adecuada de materiales finos y drenados en la parte húmeda. Son realizadas muchas sugerencias en la técnica anterior concernientes a los mejoramientos a la eficiencia de los almidones para este propósito. Las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5,859,128 y 6,048,929 describen un almidón modificado en donde el almidón es preparado mediante la cocción del almidón en presencia de una poliacrilamida no iónica, anfotérica o catiónica. El almidón modificado muestra funcionamiento mejorado como un aditivo de retención en la fabricación de papel. La patente de los Estados Unidos No. 5,928,474 describe una materia prima de papel que contiene un almidón modificado tal como el que es preparado en las dos patentes anteriores. La Patente de los Estados Unidos No. 6,033,525 describe una materia prima de papel que contiene un almidón modificado tal como el que se prepara anteriormente y un compuesto de aluminio soluble, en donde el funcionamiento del almidón modificado es mejorado por la presencia del compuesto de aluminio en la materia prima . El proceso descrito anteriormente requiere la adición de un compuesto de aluminio alcalino tal como, por ejemplo, aluminato de sodio y un compuesto de aluminio aniónico a la poliacrilamida en el paso de cocción, para mejorar la retención. No obstante, el costo del aluminado de sodio es relativamente alto en comparación a otros agentes alcalinizantes . Existe una necesidad para mejorar la retención de materiales finos y el drenado en la parte húmeda en la elaboración de papel sin el uso de aluminado de sodio, para producir un almidón modificado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se proporciona un proceso que puede ser utilizado para producir un producto de almidón. El proceso comprende el calentamiento de una composición, que comprende o que consiste esencialmente de un almidón, una poliacrilamida y un catión multivalente en el cual la proporción en peso del almidón a la poliacrilamida es mayor de aproximadamente 2 a 1. El proceso puede también comprender el calentamiento de una composición, que comprende o que consiste esencialmente de un almidón y una poliacrilamida para producir una composición caliente, seguido por la puesta en contacto de la composición caliente con un catión multivalente. El calentamiento puede ser llevado a cabo a un pH por arriba de 7.0 si la poliacrilamida es una poliacrilamida catiónica o poliacrilamida no iónica y, si el almidón es un almidón catiónico y la poliacrilamida es una poliacrilamida anfotérica o poliacrilamida aniónica, el calentamiento neutraliza menos del 75% del almidón catiónico.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El término "calentamiento" utilizado en la presente es intercambiable con "cocción". El almidón puede ser cualquiera de aquellos conocidos para una persona de experiencia en la técnica para el uso en la elaboración de papel. Este es preferentemente un almidón anfotérico o almidón catiónico. Un almidón catiónico puede ser derivado de cualesquiera materiales comunes productores de almidón, tales como almidón de maíz, almidón de papa, almidón de maíz ceroso, almidón de trigo, o combinaciones de dos o más de los mismos. Este puede ser obtenido mediante cualquier medio conocido para una persona de experiencia en la técnica tal como, por ejemplo, la cationización por adición del cloruro de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamonio, para obtener almidones catiónicos con diversos grados de sustitución del nitrógeno. El grado de sustitución catiónico sobre los almidones (% en peso del nitrógeno/almidón) puede estar en el intervalo de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.2, preferentemente 0.02 a 0.15. Los ejemplos de almidones anfotéricos de origen natural incluyen almidón de papa. Los almidones anfotéricos sintéticos pueden también ser utilizados.

Cualquier poliacrilamida conocida para el uso en la elaboración de papel puede ser utilizado. Este incluye poliacrilamida catiónica, poliacrilamida aniónica, poliacrilamida anfotérica o poliacrilamida no iónica. La poliacrilamida preferida es una poliacrilamida catiónica de un peso molecular de al menos 500,000, preferentemente de al menos 1,000,000. Una poliacrilamida catiónica, aniónica o anfotérica adecuada puede tener un grado de sustitución en peso de 1% a aproximadamente 80%, preferentemente de 10% a aproximadamente 40%. El grado de sustitución significa que los polímeros contienen un cierto grado o porcentaje de unidades monoméricas que se repiten aleatoriamente, que contienen funcionalidad química que se llega a cargar cuando el polímero se disuelve en agua. Por ejemplo, las unidades monoméricas en las poliacrilamidas catiónicas o en la poliacrilamidas anfotéricas incluyen, pero no están limitadas a, grupos tales como grupos amina. La poliacrilamida puede ser una forma sólida en polvo, en forma de microesferas , una emulsión agua en aceite o cualquier otra forma conocida comercialmente . Las poliacrilamidas adecuadas pueden ser obtenidas de Allied Colloids, Suffolk, Virginia, y de Nalco, Naperville, Illinois así como de otras fuentes.

Aunque puede ser utilizado una variedad de cationes multivalentes , se prefiere utilizar un catión multivalente que no interfiera con el proceso de elaboración de papel o uso final del producto de papel. Estos cationes incluyen, pero no están limitados a, catión de calcio, catión de magnesio, cationes de hierro, cationes de aluminio, catión de zinc, cationes de titanio, cationes de cobalto, catión de níquel, catión de cobre, catión de bario, catión de zirconio, catión de manganeso, y combinaciones de dos o más de los mismos. Los cationes preferidos son el catión calcio, el catión magnesio y combinaciones de los mismos. Los cationes pueden también ser combinados con cualquier anión adecuado tales como, por ejemplo, sulfato, nitrato, cloruro, carbonato, fosfato, borato, hidróxido, óxido y combinaciones de dos o más de los mismos, con la condición de que la combinación resultante no interfiera con un proceso de elaboración de papel o con un uso final de un producto de papel. Un almidón, una poliacrilamida , y un catión multivalente pueden ser combinados mediante cualquier medio conocido para una persona de experiencia en la técnica, tal como, por ejemplo, mezclados en seco o conjuntamente o mezclados como una suspensión o suspensiones en agua. Estos pueden ser combinados antes de ser calentados. La poliacr ilamida puede ser mezclada con un almidón cuando el almidón está siendo calentado. Un catión multivalente puede también ser introducido a cualquier tiempo para producir la composición. Una poliacrilamida, antes de ser mezclada y/o calentada con un almidón puede también ser pre-hidratada, por ejemplo, mezclada con agua antes de su combinación con el almidón. Sin desear estar comprometido por alguna teoría, se cree que la pre-hidratación provoca que una molécula de poliacrilamida, inicialmente en forma de un arrollamiento, se desenrolle y se vuelva más soluble y/o reactiva. En vez de mezclar en seco o suspender el almidón, el almidón puede ser calentado o cocido, mezclado con la poliacrilamida, y luego recalentado y recocido. El calentamiento puede ser llevado a cabo mediante cualquier medio conocido por una persona de experiencia en la técnica, tal como el uso de un cocedor de almidón en un molino de papel. Un cocedor en lote o cocedor continuo tal como un cocedor de chorro, puede ser utilizado. La cocción por chorro continuo puede ser conducida a temperaturas de aproximadamente 80 a 130°C a 1 atmósfera o a una presión superior, o cualquier temperatura que pueda acomodar la presión. El contenido de sólidos durante la cocción es en general menor de 15%, pero pueden ser utilizadas concentraciones más altas de sólidos. El calentamiento es en general llevado a cabo bajo una condición suficiente para gelatinizar el almidón y para hidratar al menos parcialmente una poliacrilamida y el reactivo hidratado con el almidón. Temperaturas elevadas por arriba de 60°C, preferentemente por arriba de 65°C y más preferentemente 80°C a 100°C pueden ser utilizadas. Pueden también ser utilizadas temperaturas por debajo de 60°C para algunas composiciones y equipo de cocción. Las temperaturas por arriba de 100°C, por ejemplo, tan altas como de 130°C o superiores, pueden ser utilizadas si la descomposición y el almidón de la poliacrilamida es prevenida bajo una presión adecuada. En general, ésta puede ser tan corta como unos pocos minutos hasta aproximadamente 2 horas. Tiempos más prolongados son en general requeridos para temperaturas menores. Cuando se utiliza poliacrilamida catiónica o no iónica, son obtenidos mejores resultados, si la mezcla de almidón/poliacrilamida es cocida a un pH por arriba de 7, aunque es también encontrado un mejoramiento en la retención de la ceniza, a un pH por debajo de 7. El pH de cocción preferido para la poliacrilamida catiónica o no iónica y el almidón es de aproximadamente 8 a aproximadamente 10.5. El pH de cocción no es critico cuando se utiliza una poliacrilamida aniónica o anfotérica, pero típicamente puede estar en el intervalo de 3 a 11. El pH de cocción puede ser ajustado con ácidos convencionales, bases o sales. La proporción en peso del almidón, PAM puede variar con el almidón y la poliacrilamida seleccionados, y el grado al cual son deseados los mejoramientos en la retención de materiales finos y el drenado en el lado húmedo, pero está preferentemente por arriba de 2 a 1 , preferentemente mayor de 5 a 1, y más preferentemente mayor de 10 a 1. Por ejemplo, se ha encontrado que el almidón de maíz de pobre rendimiento puede ser mejorado al grado en que éste sea igual o superior al almidón de papa más caro, mediante la cocción del almidón de maíz con tan poco como 1% de poliacrilamida, en peso. La cantidad de poliacrilamida agregada al almidón es preferentemente limitada por debajo de aquella que puede provocar que el almidón se precipite, que varíe con el almidón, la poliacrilamida y/o el catión multivalente utilizado. El catión multivalente puede ser combinado con un almidón, una poliacrilamida, una mezcla de almidón combinado/poliacrilamida, a cualquier tiempo antes, durante o después del paso de calentamiento. Se prefiere agregarlo antes o durante la cocción. La cantidad del catión puede estar en el intervalo de aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 20, preferentemente aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 15, y lo más preferentemente aproximadamente 0.1 y aproximadamente 10 partes en peso del catión por parte de poliacrilamida . El proceso es preferentemente llevado a cabo bajo condiciones de corte moderadas a bajas. La composición producida mediante el proceso es también preferentemente almacenado bajo tales condiciones. Es decir, la agitación utilizada es preferentemente adecuada para mezclar los ingredientes entre si, y para ayudar a los requerimientos de transferencia de calor, pero no para producir un corte innecesariamente alto el cual puede degradar la efectividad de una composición de almidón/poliacrilamida. Las condiciones pueden incluir menos de aproximadamente 500 rpm (revoluciones por minuto) , preferentemente menos de aproximadamente 450 rpm, más preferentemente menos de 350 rpm, y lo más preferentemente menos de 250 rpm. También es preferida la ausencia de agitación del todo durante el enfriamiento y/o el almacenamiento.

La composición cocida de almidón/poliacrilamida, denominada en la presente como almidón modificado, puede ser agregada a cualquier materia prima de papel, adecuada, como un auxiliar de retención para mejorar la retención de materiales finos y el drenado en el lado húmedo. La materia prima de papel puede contener una variedad de pasta papelera de madera y rellenadores inorgánicos, y típicamente tiene un pH de aproximadamente 4 a 10. Por ejemplo, la pasta kraft blanqueada, las pastas papeleras termomecánicas , químico/ t ermomecánicas o de madera triturada pueden ser utilizadas conjuntamente con arcillas, carbonato de calcio precipitado o triturado, dióxido de titanio, y otros rellenadores inorgánicos, si se desea. Tales rellenadores son utilizados típicamente al nivel de carga de 15% a 20%, como un porcentaje en peso del peso total del papel, pero puede alcanzar niveles más altos tales como 30% o más, para algunas aplicaciones de especialidad . Pueden ser obtenidos resultados particularmente ventajosos cuando en la materia prima de papel también contiene un coloide inorgánico aniónico, como es convencional en la industria de la elaboración de papel. De este modo, la materia prima puede contener, por ejemplo, montmorillonita , bentonita, soles de sílice, soles de sílice modificada con aluminio, soles de silicato de aluminio, ácido polisilí cico, microgeles de polisilicato y microgeles de polialuminosilicato, separadamente o en combinación. La materia prima de papel puede también contener otros aditivos típicos, tales como aprestadores , compuestos de aluminio (alumbre, aluminatos, cloruros de polialuminio, etc.), polímeros catiónicos (auxiliares de la retención y floculantes) , polímeros aniónicos y/o adiciones separadas de almidón. Se ha encontrado en particular que los compuestos de aluminio refuerzan el funcionamiento de retención de las composiciones cocidas de almidón/poliacrilamida . Mientras que los aditivos anteriores pueden ser agregados en cualquier orden, el orden preferido es agregar el compuesto de aluminio primeramente, el almidón cocido/poliacrilamida de esta invención, y luego un coloide aniónico inorgánico. En general, una materia prima de papel puede contener, con base en el peso seco total de la materia prima de papel, al menos aproximadamente 0.01 y preferentemente entre 0.1-50 kg/tonelada de almidón/acrilamida (almidón modificado) de la invención; al menos aproximadamente 0.01 y preferentemente entre 0.1-40 kg/toneladas de un coloide inorgánico aniónico; y compuestos de aluminio opcionales de aproximadamente 0.01 a 20 kg/tonelada en una base de AI2O3. Mientras que la invención ha sido descrita con detalle como es aplicada a la elaboración de papel, las composiciones producidas por el proceso de la invención también tienen utilidad como auxiliares de clarificación para eliminar sólidos de las suspensiones acuosas . La invención será ahora ejemplificada, pero no limitada, por los siguientes ejemplos.

EJEMPLOS Por consistencia, en todos los ejemplos el funcionamiento de las soluciones de prueba fue medido como auxiliares de retención en una materia prima de papel a 5 g/1, compuesta de 35% de madera dura kraft blanqueada, 35% de madera suave kraft blanqueada, y 30% de carbonato de calcio precipitado (PCC) . El pH de la materia prima fue de 8.0 y se mezcló en un equipo Recipiente Britt con un tamiz 50R (malla 100) a 750 RPM . Las retenciones de ceniza fueron determinadas a partir de las muestras de agua blanca utilizando Tappi Standard T-261.

E emplo 1. Este ejemplo demuestra cómo la adición de un compuesto de magnesio a una solución de cocción mejora el funcionamiento del almidón como un auxiliar de la retención. Primeramente, una poliacrilamida catiónica Percol® 182 (C-PAM) adhesiva especial de Ciba Specialty Chemicals, Basel, Suiza, se prehidrató por 1 hora a 0.125% en peso en agua desionizada. Luego 18 g de almidón de papa cationizados Stalok® 410 (que contiene 17% de humedad) de Staley Starch (Decatur, Illinois) se suspendió en 150 g de la solución C-PAM anterior. En seguida, varias soluciones de agua desionizada que contenían diversas cantidades de MgS0 y 3 mi de hidróxido de sodio 0.1 N, fueron preparadas y calentadas a 90°C. Las alícuotas de la suspensión de almidón/C-PAM fueron agregadas a la solución de sulfato de magnesio e hidróxido de sodio en una cantidad de 28 g a 467 g de agua. La solución resultante fue cocida por 20 minutos a 90°C, mientras que se mezclaba a 400 rpm. La solución fue luego retirada de la placa caliente y se dejó enfriar a la temperatura ambiente (aproximadamente 25°C) . Se agregó luego agua desionizada para reconstituir toda el agua pérdida por la evaporación.

La solución de almidón/C-PA fueron luego probadas para la retención de ceniza. Una materia prima de papel a 5 g/l descrita anteriormente se mezcló a 750 rpm en un recipiente Britt estándar equipado con un tamiz 50R. Se agregó alumbre a la materia prima en una cantidad de 0.5 kg/tonelada (0.25 libra/tonelada) como Al2Ü3, seguido por la suspensión de almidón cocido/C-PAM a una proporción de dosis de 7.5 kg/tonelada (15 libras /tonelada ) de almidón y 0.2 kg/tonelada (0.1 libra/tonelada) de C-PAM, seguido por diversas cantidades de sílice coloidal de 4 nm de Nalco Chemical Company, Naperville, Illinois (SÍO2) . Se realizaron las adiciones químicas a la materia prima a intervalos de 15 segundos. Luego, 15 segundos después de la adición de la sílice coloidal, el drenaje sobre el fondo del recipiente Britt se abrió y se recolectó una muestra para determinar el contenido de cenizas. En la tabla siguiente, el término "proporción en peso de Mg/C-PAM en el almidón modificado cocido" es calculado mediante la división del Mg en el MgS04 entre el peso seco de C-PAM. Las tablas subsecuentes son calculadas simi larmente .

TABLA 1 % de Retención de Ceniza versus Mg/C-PAM a la dosis de almidón/C-PAM y Si02 Proporción en peso 0.454 kg (1 0 .907 kg (2 1.818 kg de Mg/C-PAM en el libra) libras ) (4 libras) almidón modificado Si02/ton Si02/ton Si02/ton cocido 0 57 70 80 0.16 68 79 86 0.32 66 78 89 1.6 70 81 91 Como se puede observar a partir de la tabla, la presencia de iones magnesio agregados mejora el funcionamiento de un almidón cocido en términos del % de retención de ceniza con relación al almidón sin iones magnesio presentes, cuando se utiliza en combinación con una poliacrilamida catiónica. La optimización rutinaria puede ser utilizada para identificar la mejor combinación para elevar al máximo la retención.

Ejemplo 2. Este ejemplo demuestra cómo la presencia de iones calcio y magnesio en una solución de cocción, mejora el funcionamiento del almidón como un auxiliar de la retención. Primeramente, una muestra de C-PAM Percol® 182 se prehidrató por 1 hora a 0.125% en peso en agua desionizada, para producir una solución de C-PAM Luego 18 g del almidón de papa cationizado Stalok® 410 no cocido, se suspendieron en 150 g de la solución de C-PAM anterior. Luego, se agregaron alícuotas de 28 g de la suspensión de almidón/C-PAM a 467 g de agua de la llave que contenía suficiente CaCl2 para proporcionar una proporción en peso de 3.2 Ca/C-PAM al almidón/C-PAM, y 3 mi de hidróxido de sodio 0.1N . El agua, el cloruro de calcio y el hidróxido de sodio fueron calentados a 90°C antes de la adición de la suspensión de almidón/C-PAM. La solución resultante fue cocida por 20 minutos a 90°C mientras que se mezclaba a 400 rpm. La solución fue luego cocida a temperatura ambiente. Se agregó agua de la llave para reconstituir cualquier pérdida de agua por evaporación. El agua de la llave fue analizada y se encontró que contenía aproximadamente 40 ppm (partes en millón en peso) de calcio y 15 ppm de magnesio.

La retención de ceniza fue medida utilizando mismo método que en el ejemplo 1.

TABLA 2 % de Retención de Ceniza versus Ca/C-PAM a la dosis de almidón/C-PAM y Si02 Proporción en peso 0.454 kg (1 0.907 kg (2 1.818 kg de Ca/C-PAM en el libra) libras) ( 4 libras) almidón modificado Si02/ton Si02/ton Si02/ton cocido 0 66 76 90 3.2 73 85 92 Como se puede observar a partir de la tabla, la presencia de cationes multivalentes agregados mejoró el funcionamiento de un almidón cocido en términos del % de retención de ceniza con relación al almidón en ausencia de cationes multivalentes, cuando se utiliza en combinación con una poliacrilamida catiónica.

E emplo 3. Este ejemplo demuestra cómo la adición de un compuesto de calcio a una solución de cocción mejora el funcionamiento del almidón como un auxiliar de la retención. Primeramente 18 g de almidón de papa Stalok® 410 de Staley Starch se suspendieron con 150 g de una solución de C-PAM Percol® 182, se prehidrató a 0.125% en peso en agua desionizada, como en el Ejemplo 1. Luego se agregaron alícuotas de 28 g de la suspensión de almidón/C-PAM a 467 g de agua desionizada que contenía diversas cantidades de cloruro de calcio y 3 mi de hidróxido de sodio 0.1 . El agua, el cloruro de calcio y el hidróxido de sodio fueron calentados a 90°C antes de la adición de la suspensión de almidón/C-PAM. La solución se coció por 20 minutos a 90°C mientras que se mezclaba a 400 rpm como en el ejemplo 1. La solución fue luego removida de la caja caliente y enfriada a temperatura ambiente. Se agregó agua desionizada para reconstituir cualquier pérdida de agua por evaporación. La retención del almidón fue medida utilizando el mismo método que en el ejemplo 1.

TABLA. 3 % de Retención de Ceniza versus Ca/C-PAM a la dosis de almidón/C-PAM y Si02 Proporción en peso 0.454 kg (1 0.907 kg (2 1.818 kg de Ca/C-PAM en el libra) libras ) (4 libras) almidón modificado Si02/ton Si02/ton Si02/ton cocido 0 49 55 72 0.16 59 70 81 0.32 60 70 79 Como se puede observar a partir de la tabla, la presencia de iones calcio agregados mejoró el funcionamiento de un almidón cocido, en términos del % de retención de ceniza con relación al almidón, sin iones calcio presentes, cuando se utiliza en combinación con una poliacrilamida catiónica.

E emplo . Este ejemplo demuestra que un compuesto de hierro mejora el funcionamiento del almidón como un auxiliar de la retención. Primeramente 18 g de almidón de papa Stalok® 410 de Staley Starch, se suspendieron con 150 g de una solución de C-PAM Percol® 182, se prehidrató a 0.125% en peso en agua desionizada, como en el Ejemplo 1. Luego se agregaron alícuotas de 28 g de la suspensión de almidón/C-PAH a 467 g de agua desionizada que contenía diversas cantidades de NH4Fe ( S04 ) 2·12?20 y 3 mi de hidróxido de sodio 0.1N. El agua, el NH4Fe ( S04 ) 2·12?20 y el hidróxido de sodio fueron calentados a 90°C antes de la adición de la suspensión de almidón/C-PAM . La solución fue cocida por 20 minutos a 90°C mientras que se mezclaba a 400 rpm como en el ejemplo 1. La solución se retiró luego de la placa caliente y se enfrió hasta la temperatura ambiente. Se agregó agua desionizada para reconstituir cualquier pérdida de agua por evaporación. Se midió la retención de ceniza utilizando el mismo método que en el ejemplo 1.

TABLA 4 % de Retención de Ceniza versus Fe/C-PAM a la dosis de almidón/C-PAM y SiQ2 Proporción en peso 0.454 kg (1 0.907 kg (2 1.818 kg de Fe/C-PAM en el libra) libras) (4 libras) almidón modificado Si02/ton Si02/ton Si02/ton cocido 0 48 62 78 0.16 65 75 90 0.32 74 85 90 1.6 74 85 91 Como se puede observar a partir de la tabla, la presencia de iones hierro agregados mejoró el funcionamiento de un almidón cocido, en términos del % de retención de ceniza con relación al almidón sin iones hierro presentes, cuando se utiliza en combinación con una poliacrilamida catiónica.

Ejemplo 5. Este ejemplo demuestra beneficios de la preparación y el almacenamiento de la composición de álmidón/poliacrilamida bajo condiciones de corte moderadas a bajas. Primeramente 15 g de almidón de papa Stalok® 410 se suspendieron con 125 g de una solución de C-PAM Percol® 182, prehidratadas a 0.125% en peso en agua desionizada, como en el Ejemplo 1. Luego, se agregaron alícuotas de 28 g de la suspensión de almidón/C-PAM a 462 g de agua desionizada, 10 mi de una solución de cloruro de calcio al 2.8% y 3 mi de hidróxido de sodio 0.1 . El agua, el cloruro de calcio y el hidróxido de sodio fueron calentados a 90°C antes de la adición de la suspensión de almidón/C-PAM. La solución fue cocida por 20 minutos a 90°C como en el ejemplo 1, mientras que se mezclaba ya sea a 600 ó 400 rpm como se establece más adelante. La solución fue luego enfriada a temperatura ambiente mientras que se mezclaba a 500 rpm o sin agitación como se establece más adelante. El agua desionizada fue agregada para reconstituir cualquier pérdida de agua por evaporación. Una porción de la muestra preparada a 400 rpm y enfriada a temperatura ambiente sin agitación fue luego mezclada a 500 rpm por 1 hora para estimular una condición de bombeo de alto corte. La retención de ceniza se midió utilizando el mismo método y la composición de materia prima que en el e j emplo 1.

TABLA 5 Mezclado Condiciones de Condiciones de % de retención de cenizas versus rpm durante enfriamiento almacenamiento agitación la cocción 0.454 kg de 0.907 kg de 1 .8 14 kg de SiOj/ton Si02/ton Si02/ton 600 Sin agitación Sin agitación 26 45 65 400 Sin agitación Sin agitación 54 69 7 1 400 500 rpm Sin agitación 24 37 59 400 Sin agitación 500 rpm por 1 1 8 40 57 hora después del enfriamiento Se puede observar a partir de la tabla, menos agitación ya sea en el mezclado de la composición durante la cocción o cuando se realiza el enfriamiento y durante el almacenamiento, proporcionó significativamente mayor retención de ceniza. Se espera que el bombeo de alto corte afecte por lo tanto de manera dañina el funcionamiento de la composición de almidón .

Ejemplo 6. Este ejemplo demuestra cómo la adición de ün compuesto de calcio a una solución de cocción que contiene poliacrilamida aniónica mejora el funcionamiento del almidón como un auxiliar de la retención . Primeramente 18 g de almidón de papa Stalok® 410 se suspendieron en 150 g de una solución de poliacrilamida aniónica Percol® 90 L (A-PAM) de Ciba, prehidratada a 0.125% en peso (base activa) en agua desionizada, siguiendo la secuencia del ejemplo 1. Luego se agregaron alícuotas de 28 g de la suspensión de almidón/C-PAM a 467 g de agua desionizada que contenia diversas cantidades de cloruro de calcio. El pH del agua no fue ajustado. El agua y el cloruro de calcio se calentaron a 90°C antes de la adición a la suspensión de almidón/A-PAM . La solución se coció por 20 minutos a 90CC mientras que se mezclaba a 400 rpm como en el ejemplo 1. La solución se enfrió a la temperatura ambiente. Se agregó luego agua desionizada para reconstituir cualquier pérdida de agua por evaporación. Las soluciones de almidón/A-PAM cocidas fueron luego probadas para retención de cenizas como se describió anteriormente. El producto se mezcló a 750 rpm en un recipiente Britt estándar equipado con un tamiz 50R. Se agregó alumbre al producto en una cantidad de 0.5 kg/tonelada (0.25 libra/ tonelada ) como A1203 seguido por la suspensión cocida de almidón/A-PAM a una proporción de dosis de 7.5 kg de almidón/tonelada (15 libra de almidón/tonelada) y 0.1 kg de A-PAM/tonelada (0.2 libra de A-PAM/tonelada) seguida por diversas cantidades de sílice coloidal Nalco de 4 nm. Se realizaron adiciones químicas al producto a intervalos de 15 segundos. Luego de 15 segundos después de la última adición de la sílice coloidal, el drenado en el fondo del recipiente Britt se abrió y se recolectó una muestra para determinar la retención de cenizas.

TABLA 6 de Retención de Ceniza versus -PAM al almidón/A-PAM y la dosis de Si02 Proporción en peso 0.454 kg (1 0 .907 kg (2 1.814 kg de Ca/C-PAM en el libra) libras ) (4 libras) almidón modificado Si02/ton Si02/ton Si02/ton cocido 0 69 77 88 1.6 74 86 89 3.2 73 85 88 Como se puede observar a partir de la tabla, la presencia de iones calcio agregados mejoró el funcionamiento de un almidón cocido, con relación al almidón sin iones calcio presentes, cuando se utilizó en combinación con una poliacrilamida aniónica.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso que comprende una composición de calentamiento, la cual comprende un almidón, poliacrilamida, y un catión multivalente que no es un aluminato, para producir un almidón modificado, en donde la proporción en peso del almidón a la poliacrilamida es mayor de 2 a 1; el calentamiento es llevado a cabo a un pH por arriba de 7.0 si la poliacrilamida es una poliacrilamida catiónica o poliacrilamida no iónica; y, sin el almidón es un almidón catiónico y la poliacrilamida es una poliacrilamida anfotérica o poliacrilamida aniónica, el calentamiento neutraliza menos de 75% del almidón catiónico.

2. Un proceso que comprende el calentamiento de una composición, que comprende un almidón y una poliacrilamida, para producir una composición caliente y poniendo en contacto la composición caliente con un catión multivalente, que no es un aluminato, para producir un anión modificado en donde la proporción en peso del almidón a la poliacrilamida es mayor de 2 a 1 ; el calentamiento es llevado a cabo a un pH por arriba de 7.0 si la poliacrilamida es una poliacrilamida catiónica o poliacr ilamida no iónica; y, si el almidón es un almidón catiónico y la poliacr i lamida es una poliacr ilamida anfotérica o poliacrilamida aniónica, el calentamiento neutraliza menos de 75% del almidón catiónico.

3. Un proceso según la reivindicación 1 ó 2, que comprende además el enfriamiento del almidón modificado con una agitación menor de 500 rpm o sin agitación.

4. Un proceso según las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en donde el almidón tiene un grado de sustitución en el intervalo de 0.01 a 0.2.

5. Un proceso según las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 4, en donde la poliacrilamida tiene un grado de sustitución entre 1% y 80% en peso y un peso molecular de al menos 500,000.

6. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el catión multivalente se selecciona del grupo que consiste del catión calcio, catión magnesio, cationes hierro, cationes aluminio, catión zinc, cationes titanio, cationes cobalto, catión níquel, catión cobre, catión bario, catión zirconio, catión manganeso, y combinaciones de dos o más de los mismos; y se selecciona preferentemente del grupo que consiste de catión calcio, catión magnesio, cationes hierro, y combinaciones de dos o más de los mismos.

7. Un almidón modificado producido mediante el proceso indicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

8. Un producto de papel que comprende un almidón modificado como se indica en la reivindicación 7.