PT1448699E

PT1448699E - Amido modificado e processo associado

Info

Publication number: PT1448699E
Application number: PT02784528T
Authority: PT
Inventors: Robert Harvey Moffett
Original assignee: Univ Maine
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2007-10-04
Also published as: ATE371703T1; EP1448699B1; DE60222164T2; JP2005509073A; CA2466984A1; MXPA04004525A; WO2003042295A1; US20030102097A1; DE60222164D1; TWI247025B; CA2466984C; US6699363B2; EP1448699A1; AU2002346464B2; ES2291515T3

Description

DESCRIÇÃO "AMIDO MODIFICADO E PROCESSO ASSOCIADO"

Campo da Invenção

Esta invenção refere-se a um processo para a produção de uma composição de amido, com uma composição de pasta de papel compreendendo a composição de amido, com um processo para utilização da composição de amido como auxiliar de retenção na produção de papel e a um processo para utilização da composição de amido como auxiliar de clarificação para remoção de sólidos de uma dispersão aquosa.

Antecedentes da Invenção A produção de papel envolve a formação e drenagem de uma folha contínua constituída principalmente por fibras de celulose e carga inorgânica. A folha contínua é formada por espalhamento de uma suspensão aquosa contendo as fibras de celulose e a carga inorgânica sobre uma teia ou rede, e retirando depois a água para formar uma folha contínua ou folha de fibras. A suspensão aquosa é referida nesta indústria como "composição de pasta de papel" e a água retirada é referida como "água branca". A indústria há muito que procura formas de reduzir a percentagem de pequenas fibras de celulose e partículas de carga que são removidas com a água branca à medida que se forma a folha contínua de papel. Isto representa não só uma perda de material, mas também contribui para uma acumulação de material na água 1 branca, conhecido como "lixo aniónico" que prejudica o funcionamento eficiente do equipamento. Assim, a retenção melhorada das partículas mais pequenas não só torna mais fácil a remoção da água como também melhora o rendimento e a produtividade do processo de produção de papel.

Foram sugeridos muitos aditivos no estado da técnica para melhorar a retenção dos finos e a drenagem na secção húmida. Os amidos catiónicos são frequentemente utilizados para este fim, particularmente os amidos catiónicos de batata e milho ceroso relativamente dispendiosos. Foi utilizado o amido de milho catiónico menos dispendioso, mas geralmente não proporciona retenção adequada dos finos e drenagem na secção húmida.

No estado da técnica são feitas muitas sugestões relacionadas com o melhoramento da eficiência de amidos para este fim. As Patentes U.S. N° 5859128 e N° 6048929 divulgam um amido modificado, em que o amido é preparado por cozimento do amido na presença de uma poliacrilamida não iónica, anfótera ou catiónica. O amido modificado apresenta desempenho melhorado como um aditivo de retenção no fabrico de papel. A Patente U.S. N° 5928474 divulgada uma composição de pasta de papel contendo um amido modificado preparado tal como nas duas patentes referidas acima. A Patente U.S. N° 6033525 divulga uma composição de pasta de papel contendo um amido modificado preparado tal como acima e um composto de alumínio solúvel em que o desempenho do amido modificado é acentuado pela presença do composto de alumínio na composição da pasta. O processo divulgado acima requer a adição de um composto de alumínio alcalino tal como, por exemplo, aluminato de sódio e um composto de alumínio aniónico à poliacrilamida na etapa de cozimento para melhorar a retenção. Contudo, o custo do aluminato de sódio é relativamente elevado em comparação com outros agentes 2 basificantes. Há necessidade de melhorar a retenção dos finos e drenagem na secção húmida na produção de papel sem a utilização de aluminato de sódio para produzir um amido modificado.

Sumário da Invenção É proporcionado um processo que pode ser utilizado para produzir de um produto de amido. 0 processo compreende o aquecimento de uma composição, que compreende ou consiste essencialmente num amido, numa poliacrilamida e num catião multivalente em que a proporção em peso de amido para poliacrilamida é maior do que cerca de 2 para 1. 0 processo também pode compreender o aquecimento de uma composição, que compreende ou consiste essencialmente num amido e numa poliacrilamida para produzir uma composição aquecida seguido por contacto da composição aquecida com um catião multivalente. 0 aquecimento pode ser realizado a um pH acima de 7,0 se a poliacrilamida for uma poliacrilamida catiónica ou poliacrilamida não iónica e, se o amido for um amido catiónico e a poliacrilamida for uma poliacrilamida anfótera ou poliacrilamida aniónica, o aquecimento neutraliza menos do que 75% do amido catiónico.

Descrição Pormenorizada da Invenção O termo "aquecimento" aqui utilizado é intermutável com "cozimento". O amido pode ser qualquer dos conhecidos por um especialista na técnica para utilização na produção de papel. De um modo preferido é um amido anfótero ou um amido catiónico. Um amido catiónico pode ser derivado de quaisquer materiais produtores de amido tais como amido de milho, fécula de batata, amido de milho 3 ceroso, amido de trigo e combinações de dois ou mais destes. Pode ser obtido por quaisquer meios conhecidos por um especialista na matéria tais como, por exemplo, cationização por adição de cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamónio para se obter amidos catiónicos com vários graus de substituição com azoto. 0 grau de substituição catiónica dos amidos (% em peso de azoto/amido) pode variar na gama desde cerca de 0,01 até cerca de 0,2, de um modo preferido 0,02 até 0,15. Exemplos de amidos anfóteros de ocorrência natural incluem fécula de batata. Também podem ser utilizados amidos anfóteros sintéticos.

Pode ser utilizada qualquer poliacrilamida conhecida para utilização na produção de papel. Inclui poliacrilamida catiónica, poliacrilamida aniónica, poliacrilamida anfótera e poliacrilamida não iónica. A poliacrilamida preferida é uma poliacrilamida catiónica com um peso molecular de, pelo menos, 500.000, de um modo preferido de, pelo menos, 1.000.000. Uma poliacrilamida catiónica, aniónica ou anfótera adequada pode ter um grau de substituição em peso desde 1% até cerca de 80%, de um modo preferido desde 10% até cerca de 40%. Grau de substituição significa que os polímeros contêm um certo grau ou percentagem de unidades de monómero que se repetem aleatoriamente contendo funcionalidade química que se torna carregada quando o polímero é dissolvido em água. Por exemplo, as unidades de monómero em poliacrilamidas catiónicas ou poliacrilamidas anfóteras incluem, mas não estão limitadas a grupos, tais como grupos amina. A poliacrilamida pode ser um sólido, em forma de pó, em forma de microsferas, uma emulsão água-em-óleo ou qualquer outra forma conhecida comercialmente. Poliacrilamidas adequadas podem ser obtidas de Allied Colloids, Suffolk, Virgínia, e de Nalco, Naperville, Illinois bem como de outras fontes.

Embora se possa utilizar uma variedade de catiões multivalentes, é preferida a utilização de um catião multivalente 4 que não interfira no processo de produção de papel ou numa utilização final do produto de papel. Estes catiões incluem, mas não estão limitados ao catião cálcio, catião magnésio, catiões ferro, catiões alumínio, catião zinco, catiões titânio, catiões cobalto, catião níquel, catião cobre, catião bário, catião zircónio, catião manganês e combinações de dois ou mais destes. Os catiões preferidos são catião cálcio, catião magnésio e as suas combinações. Os catiões também podem ser combinados com qualquer anião adequado tal como, por exemplo, sulfato, nitrato, cloreto, carbonato, fosfato, borato, hidróxido, óxido e combinações de dois ou mais destes, desde que a combinação resultante não interfira com um processo de produção de papel ou uma utilização final de um produto de papel.

Um amido, uma poliacrilamida e um catião multivalente podem ser combinados por quaisquer meios conhecidos por um especialista na técnica tal como, por exemplo, mistura a seco ou mistura como uma suspensão ou suspensões em água. Podem ser combinados antes de serem aquecidos. A poliacrilamida pode ser misturada com um amido quando o amido está a ser aquecido. Um catião multivalente também pode ser introduzido em qualquer altura para produzir a composição. Uma poliacrilamida, antes de ser misturada e/ou aquecida com um amido, também pode ser pré-hidratada, i. e., misturada com água antes da sua combinação com o amido. Não querendo ficar limitado por qualquer teoria, crê-se que a pré-hidratação faz com que uma molécula de poliacrilamida, inicialmente na forma de uma espiral, se desenrole e se torne mais solúvel e/ou reactiva. Em vez de o amida ser misturado a seco ou suspenso, o amido pode antes ser aquecido ou cozido, misturado com a poliacrilamida, e depois reaquecido ou recozido. 0 aquecimento pode ser realizado por quaisquer meios conhecidos por um especialista na técnica tal por utilização de um digestor de amido na fábrica de papel. Pode utilizar-se um 5 digestor descontínuo ou um digestor contínuo, tal como um "jet cooker". 0 cozimento em continuo em "jet cooker" pode ser realizado a temperaturas desde cerca de 80 até 130 °C a 1 atmosfera ou pressão superior ou a qualquer temperatura que possa acomodar pressão. 0 teor de sólidos durante o cozimento é geralmente inferior a 15%, mas pode utilizar-se concentrações de sólidos mais altas. 0 aquecimento é geralmente realizado em condições suficientes para gelatinizar o amido e para hidratar, pelo menos parcialmente uma poliacrilamida e o hidratado reage com o amido. Podem ser utilizadas temperaturas elevadas acima de 60 °C, de um modo preferido acima de 65 °C, e de um modo mais preferido 80-100 °C. Também podem ser utilizadas temperaturas abaixo de 60 °C para algumas composições e equipamento de cozimento. Podem ser utilizadas temperaturas acima de 100 °C, por exemplo tão altas como 130 °C, ou superiores, se a decomposição do amido e da poliacrilamida for evitada sob pressão adequada. Geralmente pode ser tão curto quanto alguns minutos até cerca de 2 horas. Tempos mais longos geralmente são necessários para temperaturas mais baixas.

Quando se utiliza poliacrilamida catiónica ou não iónica, obtém-se melhores resultados se a mistura de amido/poliacrilamida for cozida a um pH acima de 7, embora também se verifique algum melhoramento na retenção de cinzas a um pH abaixo de 7. O pH de cozimento preferido tanto para poliacrilamida catiónica como não iónica e amido é desde cerca de 8 até cerca de 10,5. O pH de cozimento não é critico quando se utiliza uma poliacrilamida aniónica ou anfótera, mas tipicamente pode estar na gama de 3 a 11; O pH de cozimento pode ser ajustado com ácidos, bases ou sais convencionais. 6 A proporção em peso de amido para PAM pode variar com o amido e poliacrilamida seleccionados, e com a medida em que são desejados melhoramentos na retenção dos finos e drenagem na secção húmida, mas de um modo preferido está acima de 2 para 1, de um modo preferido é maior do que 5 para 1, e de um modo mais preferido é maior do que 10 para 1. Por exemplo, verificou-se que amido de milho com mau desempenho pode ser melhorado na medida em que é igual ou superior à fécula de batata mais cara por cozimento do amido de milho com tão pouco quanto 1% em peso de poliacrilamida. A quantidade de poliacrilamida adicionada ao amido está de um modo preferido limitada abaixo da que pode fazer com que o amido precipite, que varia com o amido, poliacrilamida e/ou catião multivalente utilizados. O catião multivalente pode ser combinado com um amido, uma poliacrilamida ou uma mistura de uma combinação de amido/poliacrilamida em qualquer momento antes, durante ou depois do passo de aquecimento. De um modo preferido é adicionado antes ou durante o cozimento. A quantidade de catião pode estar na gama de cerca de 0,001 até cerca de 20, de um modo preferido cerca de 0,01 até cerca de 15, e de um modo mais preferido cerca de 0,1 e cerca de 10 partes em peso de catião por parte poliacrilamida. O processo é de um modo preferido realizado em condições de cisalhamento moderado a baixo. A composição produzida pelo processo também é de um modo preferido armazenada nessas condições. Isto é, a agitação utilizada é de um modo preferido adequada para misturar os componentes uns com os outros e para ajudar nos requisitos de transferência de calor, mas não produz um cisalhamento desnecessariamente elevado que possa degradar a eficácia de uma composição de amido/poliacrilamida. As condições podem incluir menos do que cerca de 500 rpm (rotações por minuto), de um modo preferido menos do que cerca de 450 rpm, mais de um modo preferido menos do que 350 rpm, e mais de um modo preferido 7 ainda menos do que 250 rpm. Também é preferido que não haja agitação nenhuma durante o arrefecimento e/ou a armazenagem. A composição de amido/poliacrilamida cozida, aqui referida como amido modificado, pode ser adicionada a qualquer composição de pasta de papel adequada como um auxiliar de retenção para melhorar a retenção dos finos e a drenagem na secção húmida. A composição de pastas de papel pode conter uma variedade de pasta de madeira e cargas inorgânicas, e tipicamente tem um pH de cerca de 4 até 10. Por exemplo, pode utilizar-se pasta kraft branqueada, pastas termomecânicas, quimicas-termomecânicas ou mecânicas de desfibrador juntamente com argilas, carbonato de cálcio precipitado ou moido, dióxido de titânio e outras cargas inorgânicas, se desejado. Essas cargas tipicamente são utilizadas ao nivel de carga de 15% até 20%, como percentagem em peso do peso total do papel, mas podem atingir níveis mais elevados tais como 30% ou mais, para algumas aplicações especializadas.

Podem ser obtidos resultados particularmente vantajosos quando a composição de pasta de papel também contém um colóide inorgânico aniónico, como é convencional na indústria da produção de papel. Assim a composição da pasta pode conter, por exemplo, montmorillonite, bentonite, soles de sílica, soles de sílica modificados com alumínio, soles de silicato de alumínio, ácido polissilícico, microgeles de polissilicato e microgeles de polialuminossilicato, separadamente ou em associação. A composição de pasta de papel também pode conter outros aditivos típicos, tais como cola, compostos de alumínio (alúmen, aluminatos, poli(cloretos de alumínio), etc.), polímeros catiónicos (auxiliares de retenção e floculantes), polímeros aniónicos e/ou adições separadas de amido. Em particular verificou-se que os compostos de alumínio melhoram o desempenho de retenção das composições de amido/poliacrilamida cozidas. Embora os aditivos acima referidos possam ser adicionados por qualquer ordem, a ordem preferida é adicionar primeiro o composto de aluminio, o amido cozido/poliacrilamida desta invenção, e depois um colóide aniónico inorgânico.

Geralmente, uma composição de pasta de papel pode conter, com base no peso seco total da composição de pasta de papel, pelo menos cerca de 0,01 e de um modo preferido entre 0,1-50 kg/tonelada do amido/acrilamida (amido modificado) da invenção; pelo menos cerca de 0,01 e de um modo preferido entre 0,1-40 kg/tonelada de um colóide inorgânico de aniónico; e opcionalmente compostos de aluminio de cerca de 0,01 a 20 kg/tonelada com base em AI2O3.

Embora a invenção tenha sido descrita em pormenor aplicada à produção de papel, as composições produzidas pelo processo da invenção também têm utilidade como auxiliares de auxiliares de clarificação para remover sólidos de suspensões aquosas. A invenção será agora exemplificada, mas não limitada, pelos Exemplos seguintes.

EXEMPLOS

Por questões de coerência, em todos os exemplos o desempenho das soluções de ensaio foi determinado como auxiliares de retenção numa composição de pasta de papel de 5 g/L constituída por 35% de pasta de folhosas kraft branqueada, 35% de pasta de resinosas kraft branqueada e 30% de carbonato de cálcio precipitado (PCC). O pH da composição da pasta era 8,0 e foi misturado num Britt Jar equipado com um peneiro 50R (malha 100) a 750 RPM. As retenções de cinzas foram determinadas a partir de amostras de água branca 9 utilizando a norma Tappi T-261.

Exemplo 1. Este exemplo demonstra como a adição de um composto de magnésio a uma solução de cozimento melhora o desempenho do amido como um auxiliar de retenção.

Primeiro, poliacrilamida catiónica Percol® 182 (C-PAM) de Ciba Specialty Chemicals, Basileia, Suiça, foi pré-hidratada durante 1 hora a 0,125% em peso em água desionizada. Depois, 18 g de fécula de batata cationizada Stalok® 410 (contendo 17% de humidade) de Staley Starch (Decatur, Illinois) foram suspensos em 150 g da solução de C-PAM acima referida. Em seguida, foram preparadas várias soluções de água desionizada contendo quantidades variáveis de MgS04 e 3 mL de NaOH 0,1 N e aquecidas a 90 °C. Alíquotas da suspensão de amido/C-PAM foram adicionadas à solução de MgS04 e NaOH numa quantidade de 28 g para 4 67 g de água. A solução resultante foi cozida durante 20 minutos a 90 °C enquanto se misturava a 400 rpm. A solução foi então retirada da placa de aquecimento e deixada arrefecer até à temperatura ambiente (cerca de 25°C). Adicionou-se água desionizada para compensar qualquer perda de água por evaporação.

As soluções de amido/C-PAM cozidas foram então testadas quanto à retenção de cinzas. Uma composição de pasta de papel de 5 g/L descrita acima foi misturada a 750 rpm num dispositivo Britt corrente equipado com um peneiro 50R. Adicionou-se alúmen à composição da pasta numa quantidade de 0,5 lb/t (0,25 kg/tonelada) como AI2O3 seguido pela suspensão de amido cozido/C-PAM a uma taxa de dosagens de 15 lb/t (7,5 kg/tonelada) de amido e 0,2 lb/t (0,1 kg/tonelada) de C-PAM, seguidos por quantidades variáveis de sílica coloidal de 4 nm de Nalco Chemical Company, Naperville, Illinois (S1O2). As adições de produtos químicos à composição da 10 pasta foram feitas a intervalos de 15 segundos. Depois, 15 segundos após a adição da sílica coloidal, a purga no fundo do dispositivo Britt foi aberta e recolhida uma amostra para determinar o teor de cinzas. Na tabela a seguir, o termo "proporção em peso de Mg/C-PAM em amido modificado cozido" é calculado por divisão do Mg no MgS04 pelo peso seco de C-PAM. Os valores das tabelas subsequentes foram calculados analogamente. TABELA 1 % de Retenção de cinzas vs. Mg/C-PAM para Amido/C-PAM e dose de S1O2

Proporção em peso de Mg/C-PAM 1 em amido modificado cozido lb de SiC>2/t 2 lb de Si02/t 4 lb de Si02/t 0 57 70 80 0,16 68 79 86 0,32 66 78 89 1,6 70 81 91

Como se pode observar a partir da Tabela, a presença de iões magnésio adicionados melhora o desempenho de um amido cozido em termos de % de retenção de cinzas em relação ao amido sem iões magnésio presentes quando utilizados em associação com uma poliacrilamida catiónica. Pode utilizar-se optimização em rotina para identificar a melhor combinação para maximizar a retenção.

Exemplo 2. Este exemplo demonstra como a presença de iões 11 cálcio e magnésio numa solução de cozimento melhora o desempenho do amido como um auxiliar de retenção.

Primeiro, uma amostra de Percol® 182 C-PAM foi pré-hidratada durante 1 hora a 0,125% em peso em água desionizada para produzir uma solução de C-PAM. Depois 18 g de fécula de batata cationizada Stalok® 410 crua foram suspensos em 150 g da solução de C-PAM acima referida. Em seguida alíquotas de 28 g da suspensão de amido/C-PAM foram adicionadas a 4 67 g de água da torneira que continha suficiente CaCÍ2 para dar uma proporção em peso de 3,2 de Ca/C-PAM para amido/C-PAM, e 3 mL de NaOH 0,1 N. A água, CaCl2 e NaOH foram aquecidos a 90 °C antes da adição da suspensão de amido/C-PAM. A solução resultante foi cozida durante 20 minutos a 90 °C enquanto era misturada a 400 rpm. A solução foi então arrefecida até à temperatura ambiente. Adicionou-se água da torneira para compensar qualquer perda de água por evaporação. A água da torneira foi analisada e verificou-se que continha cerca de 40 ppm (partes por milhão em peso) de Ca e 15 ppm de Mg. A retenção de cinzas foi determinada utilizando o mesmo método que no Exemplo 1. 12 TABELA 2 % de Retenção de cinzas vs. Ca/C-PAM para Amido/C-PAM e dose de S1O2

Proporção em peso de Ca/C-PAM em amido modificado cozido 1 lb de Si02/t 2 lb de Si02/t 4 lb de Si02/t 0 66 76 90 3,2 73 85 92

Como se pode observar a partir da Tabela, a presença de catiões multivalentes adicionados melhorou o desempenho de um amido cozido em termos de % de retenção de cinzas em relação ao amido na ausência de catiões multivalentes quando utilizado em combinação com uma poliacrilamida catiónica.

Exemplo 3. Este exemplo demonstra como a adição de um composto de cálcio a uma solução de cozimento melhora o desempenho do amido como um auxiliar de retenção.

Primeiro 18 g de fécula de batata Stalok® 410 de Staley

Starch foram suspensos com 150 g de uma solução de Percol® 182 C-PAM, pré-hidratada a 0,125% em peso em água desionizada como no Exemplo 1. Em seguida alíquotas de 28 g da suspensão de amido/C-PAM foram adicionadas a 467 g de água desionizada que continha quantidades variáveis de CaCl2 e 3 mL de NaOH 0,1 N. A água, CaCl2 e NaOH foram aquecidos a 90 °C antes da adição da suspensão de amido/C-PAM. A solução foi cozida durante 20 minutos a 90 °C enquanto era misturada a 4 00 rpm como no Exemplo 1. A 13 solução foi então retirada da placa de aquecimento e arrefecida até à temperatura ambiente. Adicionou-se água desionizada para compensar qualquer perda de água por evaporação. A retenção de cinzas foi determinada utilizando o mesmo método que no Exemplo 1. TABELA 3 % de Retenção de cinzas vs. Ca/C-PAM para Amido/C-PAM e dose de S1O2

Proporção em peso de Ca/C-PAM em amido modificado cozido 1 lb de Si02/t 2 lb de Si02/t 4 lb de Si02/t 0 49 55 72 1,6 59 70 81 3,2 60 70 79

Como se pode verificar a partir da Tabela, a presença de iões cálcio adicionados melhorou o desempenho de um amido cozido em termos de % de retenção de cinzas em relação ao amido sem iões cálcio presentes quando utilizado em combinação com uma poliacrilamida catiónica.

Exemplo 4. Este exemplo demonstra que um composto de ferro melhora o desempenho do amido como um auxiliar de retenção.

Primeiro 18 g de fécula de batata Stalok® 410 de Staley 14

Starch foram suspensos com 150 g de uma solução de Percol® 182 C-PAM, pré-hidratada a 0,125% em peso em água desionizada como no Exemplo 1. Em seguida alíquotas de 28 g da suspensão de amido/C-PAM foram adicionadas a 467 g de água desionizada que continha quantidades variáveis de NH4Fe(SO4)2·12H20 e 3 ml de NaOH 0,1 N. A água, NH4Fe (SO4) 2 · 12H20 e NaOH foram aquecidos a 90 °C antes da adição à suspensão de amido/C-PAM. A solução foi cozida durante 20 minutos a 90 °C enquanto era misturada a 400 rpm como no Exemplo 1. A solução foi então removida da placa de aquecimento e arrefecida até à temperatura ambiente. Adicionou-se água desionizada para compensar qualquer perda de água por evaporação. A retenção de cinzas foi determinada utilizando o mesmo método que no Exemplo 1. TABELA 4 % de Retenção de cinzas vs. Fe/C-PAM para Amido/C-PAM e dose de S1O2

Proporção em peso de Fe/C-PAM em amido modificado cozido 1 lb de Si02/t 2 lb de Si02/t 4 lb de Si02/t 0 48 62 78 0,16 64 75 90 0,32 74 85 90 1,6 74 85 91

Como se pode verificar a partir da Tabela, a presença de iões ferro adicionados melhorou o desempenho de um amido cozido em 15 termos de % de retenção de cinzas em relação ao amido sem iões ferro presentes quando utilizado em combinação com uma poliacrilamida catiónica.

Exemplo 5. Este Exemplo demonstra a vantagem da preparação e armazenagem da composição de amido/poliacrilamida em condições de cisalhamento moderado a baixo.

Primeiro, 15 g de batata Stalok® 410 foram suspensos com 125 g de uma solução de Percol® 182 C-PAM, pré-hidratada a 0,125% em peso em água desionizada como no Exemplo 1. Depois aliquotas de 28 g da suspensão de amido/C-PAM foram adicionadas a 462 g de água desionizada, 10 mL de solução de CaCl2 a 2,8% e 3 mL de NaOH 0,1 N. A água, CaCl2 e NaOH foram aquecidos até 90 °C antes da adição da suspensão de amido/C-PAM. A solução foi cozida durante 20 minutos a 90 °C como no Exemplo 1 enquanto era misturada a 600 ou 400 rpm tal como indicado adiante. A solução foi então arrefecida até à temperatura ambiente enquanto se misturava a 500 rpm ou sem agitação tal como indicado adiante. Adicionou-se água desionizada para compensar qualquer perda de água por evaporação. Uma porção da amostra preparada a 400 rpm e arrefecida até à temperatura ambiente sem agitação foi então misturada a 500 rpm durante 1 hora para simular uma condição de bombeamento com cisalhamento elevado. A retenção de cinzas foi determinada utilizando o mesmo método que no Exemplo 1. 16 TABELA 5

Rpm de mistura durante o cozimento Condições de arrefecimento Condições de armazenagem % de Retenção de cinzas vs. Agitação 1 lb de 2 lb de 4 lb de Si02/t Si02/t Si02/t 600 Sem agitação Sem agitação 26 45 65 400 Sem agitação Sem agitação 54 49 71 400 500 rpm Sem agitação 24 37 59 400 Sem agitação 500 rpm durante 1 hora após arrefecimento 18 40 57

Como se pode verificar a partir da Tabela, menos agitação na mistura da composição durante o cozimento ou quando se arrefece e durante a armazenagem produziu uma retenção de cinzas significativamente superior. Prevê-se portanto que a bombagem com cisalhamento elevado afecte negativamente o desempenho da composição de amido.

Exemplo 6. Este exemplo demonstra como a adição de um composto de cálcio à solução de cozimento contendo poliacrilamida aniónica melhora o desempenho do amido como um auxiliar de retenção.

Primeiro 18 g de fécula de batata Stalok® 410 foram suspensos com 150 g de uma solução de poliacrilamida aniónica Percol® 90L (A-PAM), pré-hidratada a 0,125% (base activa) em peso em água desionizada, seguindo a sequência do Exemplo 1. Em seguida, alíquotas de 28 g da suspensão de amido/A-PAM foram adicionadas a 17 467 g de água desionizada que continha quantidades variáveis de CaCl2· 0 pH da água não foi ajustado. A água e o CaCl2 foram aquecidos até 90 °C antes da adição da suspensão de amido/A-PAM. A solução foi cozida durante 20 minutos a 90 °C enquanto era misturada a 400 rpm como no Exemplo 1. A solução foi arrefecida até à temperatura ambiente. Adicionou-se água desionizada para compensar qualquer perda de água por evaporação.

As soluções de amido/A-PAM cozidas foram então testadas quanto à retenção de cinzas conforme descrito acima. A composição da pasta foi misturada a 750 rpm num dispositivo Britt corrente equipado com um peneiro 50R. Adicionou-se alúmen à composição da pasta numa quantidade de 0,5 lb/t (0,25 kg/tonelada) como AI2O3 seguido pela suspensão de amido/A-PAM cozida a uma taxa de dosagem de 15 lb de amido/t (7,5 kg/tonelada) e 0,2 lb de A-PAM/t (0,1 kg/tonelada) seguida por quantidades variáveis de sílica coloidal Nalco de 4 nm. Foram feitas adições de produtos químicos à composição da pasta a intervalos de 15 segundos. Em seguida 15 segundos após a última adição da sílica coloidal, a purga na base do dispositivo Britt foi aberta e recolheu-se uma amostra para determinar a retenção de cinzas. TABELA 6 % de Retenção de cinzas vs. Ca/A-PAM para Amido/A-PAM e dose de Si02_

Proporção em peso de Ca/C-PAM em amido modificado cozido 1 lb de Si02/t 2 lb de Si02/t 4 lb de Si02/t 0 69 77 88 1,6 74 86 89 3,2 73 85 88 18

Como se pode verificar a partir da Tabela, a presença de iões cálcio adicionados melhorou o desempenho de um amido cozido em relação ao amido sem iões cálcio presentes quando utilizado em combinação com uma poliacrilamida aniónica.

Lisboa, 21 de Setembro de 2007 19

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Processo compreendendo o aquecimento de uma composição, que compreende um amido, uma poliacrilamida e um catião multivalente que não é um aluminato para produzir um amido modificado, em que a proporção em peso do referido amido para a referida poliacrilamida é maior do que 2 para 1; o referido aquecimento é realizado a um pH acima de 7,0 se a referida poliacrilamida for uma poliacrilamida catiónica ou uma poliacrilamida não iónica; e, se o referido amido for um amido catiónico e a referida poliacrilamida for uma poliacrilamida anfótera ou uma poliacrilamida aniónica, o referido aquecimento neutraliza menos do que 75% do referido amido catiónico.
2. Processo compreendendo o aquecimento de uma composição, que compreende um amido e uma poliacrilamida, para produzir uma composição aquecida e o contacto da referida composição aquecida com um catião multivalente que não é um aluminato para produzir um amido modificado, em que a proporção em peso do referido amido para a referida poliacrilamida é maior do que 2 para 1; o referido aquecimento é realizado a um pH acima de 7,0 se a referida poliacrilamida for uma poliacrilamida catiónica ou uma poliacrilamida não iónica; e, se o referido amido for um amido catiónico e a referida poliacrilamida for uma poliacrilamida anfótera ou poliacrilamida aniónica, o referido aquecimento neutraliza menos do que 75% do referido amido catiónico.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2 compreendendo ainda o arrefecimento do referido amido modificado com uma aqitação inferior a 500 rpm ou sem agitação. 1
4. Processo de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, em que o referido amido tem um grau de substituição na gama desde 0,01 até 0,2.
5. Processo de acordo com a reivindicação 1, 2, 3 ou 4, em que a referida poliacrilamida tem um grau de substituição entre 1% e 80% em peso e um peso molecular de, pelo menos, 500.000.
6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores em que o referido catião multivalente é seleccionado do grupo que consiste em catião cálcio, catião magnésio, catiões ferro, catiões alumínio, catião zinco, catiões titânio, catiões cobalto, catião níquel, catião cobre, catião bário, catião zircónio, catião manganês e combinações de dois ou mais destes; e é de um modo preferido seleccionado do grupo que consiste em catião cálcio, catião magnésio, catiões ferro, e combinações de dois ou mais destes.
7. Amido modificado produzido pelo processo referido em qualquer das reivindicações anteriores.
8. Composição de pasta de papel compreendendo um amido modificado como referido na reivindicação 7. Lisboa, 21 de Setembro de 2007 2