PT2082096E

PT2082096E - Branqueamento de pasta de papel

Info

Publication number: PT2082096E
Application number: PT07808867T
Authority: PT
Inventors: Magnus Bjoerklund; Thomas Christopher Greschik; Haakan Faegersten
Original assignee: Akzo Nobel Nv
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2013-04-26
Also published as: EA200970367A1; WO2008044988A1; EP2082096A1; BRPI0719893A2; UY30634A1; NO20091815L; ES2403371T3; CA2665969C; ZA200903205B; EP2082096B1; AR063160A1; EA013901B1; CA2665969A1; CL2007002906A1

Description

DESCRIÇÃO "BRANQUEAMENTO DE PASTA DE PAPEL" de o A presente invenção refere-se a um processo branqueamento que diminui a reversão da brancura ou amarelecimento de uma pasta de papel branqueada ECF.

Antecedentes da Invenção

Na técnica do branqueamento, o alvo é proporcionar níveis de brancura elevados e estáveis. Contudo, a reversão da brancura ou o amarelecimento da pasta de papel ocorre em graus variáveis durante o armazenamento e transporte para a fábrica de papel, dependendo, e. g., da temperatura, humidade, espécie de madeira, condições de cozimento e sequência de branqueamento. Portanto, é importante efectuar o branqueamento de modo que a reversão da brancura se torne tão baixa quanto possível. 0 documento EP-A-0940498 divulga um processo de branqueamento utilizando três fases com dióxido de cloro.

No artigo "How to Improve Brightness Stability of ECF bleached Softwood and Hardwood Kraft Pulp", Suess, H. U. et al., 2004, APPITA Conference, Canberra, é divulgada uma sequência de branqueamento isenta de cloro elementar livre (ECF) corrente. A pasta de papel branqueada obtida a partir desta sequência pode, no entanto, sofrer de considerável reversão da brancura. Também The Ljungberg Textbook, Pulp Technology, 2004 divulga genericamente o branqueamento ECF em que a reversão da brancura 1 pode sofrer de considerável reversão da brancura. Seria portanto de interesse proporcionar um processo para melhorar ainda mais a estabilidade da brancura. A presente invenção tem a intenção de proporcionar esse processo, particularmente para diminuir a reversão da brancura de pastas de papel derivadas de um processo de desfibração alcalina com um certo teor de ácido hexenurónico antes da fase de branqueamento final. A Invenção A presente invenção refere-se a um processo de branqueamento de pasta de papel derivada de um processo de desfibração alcalina tendo um teor de ácido hexenurónico antes da fase de branqueamento final de 1 a 80 mmol/kg de pasta seca, compreendendo o referido processo três fases de dióxido de cloro DO, Dl e D2, em que a carga de dióxido de cloro com base na carga total de dióxido de cloro em a) DO é de 40 a 60%; b) Dl é de 30 a 55%; c) D2 é de 4 a 20%, e em que a fase final de dióxido de cloro D2 é realizada a um pH de 2 a 4,5. A pasta de papel a ser branqueada pode ser derivada de material contendo lenhocelulose que pode compreender e. g., toros de madeira, matérias-primas finamente divididas e materiais lenhosos, tais como partículas de madeira e não madeira, tal como fibras de plantas anuais ou perenes. A matéria-prima lenhosa pode ser derivada de espécies de madeira de folhosas ou de resinosas, tais como bétula, faia, choupo, amieiro, eucalipto, bôrdo, acácia, folhosas tropicais mistas, 2 pinheiro, abeto, pinheiro-do-canadá, lariço, espruce e as suas misturas. A matéria prima vegetal não lenhosa pode ser fornecida a partir de e. g., palhas de culturas de cereais, caniço malhado, canas, linho, cânhamo, quenafe, juta, rami, sisal, abacá, fibra de coco, bambu, bagaço ou as suas combinações. Contudo, também pode ser utilizada pasta de papel derivada de pasta de papel reciclada, separadamente ou em misturas com pastas virgens. A pasta de papel pode ser uma pasta química, produzida utilizando um processo de desfibração alcalina, por exemplo, processos com sulfato, soda ou suas modificações com aditivos opcionais, tal como antraquinona, e. g., o processo de desfibração com soda-antraquinona (AQ) . A pasta química obtenível a partir de materiais contendo lenhocelulose pode ser submetida a uma ou mais fases de tratamento com oxigénio subsequentes ao processo de desfibração. 0 processo pode ser aplicado a pastas digeridas quimicamente com um índice kapa inicial, i. e., um índice kapa após a digestão mas antes da deslenhificação com oxigénio, na gama de 5 a 40, por exemplo, de 8 a 30 ou de 8 a 25. O referido índice kapa é medido de acordo com o método da Norma ISO 302.

De acordo com uma forma de realização, o teor de ácidos hexenurónicos na pasta de papel branqueada antes da fase de branqueamento final é de 5 a 80 ou de 5 a 25, ou de 5 a 15 mmol/kg de pasta seca.

De acordo com uma forma de realização, o pH da primeira fase de branqueamento com dióxido de cloro está na gama de 2 a 4, por exemplo, de 2,5 a 3,5. De acordo com uma forma de realização, o pH da segunda fase de branqueamento com dióxido de cloro está na gama de 2,5 a 4,5, por exemplo, de 3 a 4. De acordo com uma forma de realização, o pH da fase de 3 branqueamento final com dióxido de cloro está na gama de 2 a 3,5, tais como de 2 a 3,4 ou de 2 a 3,3 ou de 2,5 a 3, ou qualquer outra subgama dentro da gama de 2,5 a 4,5.

De acordo com uma forma de realização, a temperatura da primeira fase de branqueamento com dióxido de cloro está na gama de 40 a 90, por exemplo, de 50 a 80 ou de 55 a 70 °C. De acordo com uma forma de realização, a temperatura da segunda fase de branqueamento com dióxido de cloro está na gama de 70 a 90, por exemplo, de 80 a 90 °C. De acordo com uma forma de realização, a temperatura da fase de branqueamento final com dióxido de cloro está na gama de 80 a 100, por exemplo, de 85 a 100 ou de 87 a 100 °C.

De acordo com uma forma de realização, a consistência da pasta nas fases de branqueamento com dióxido de cloro está na gama de 1 a 40, por exemplo, de 3 a 30 ou de 5 a 15% em peso.

De acordo com uma forma de realização, a carga de carga de dióxido de cloro com base na carga total de dióxido de cloro em D0 é de 45 a 55, por exemplo, de 45 a 50 ou de 45 a 48%. De acordo com uma forma de realização, a carga de carga de dióxido de cloro com base na carga total de dióxido de cloro em Dl é de 35 a 50, por exemplo de 40 a 50, ou de 45 a 50%. De acordo com uma forma de realização, a carga de carga de dióxido de cloro com base na carga total de dióxido de cloro em D2 é de 5 a 15, por exemplo, de 5 a 12 ou de 5 a 10%.

De acordo com uma forma de realização, o tempo de retenção da primeira fase de branqueamento com dióxido de cloro é de 20 a 60, por exemplo, de 30 a 50, ou de 35 a 45 minutos. De acordo com uma forma de realização, o tempo de retenção da segunda fase 4 de branqueamento com dióxido de cloro é de 60 a 240, por exemplo, de 60 a 120, ou de 60 a 90 minutos. De acordo com uma forma de realização, o tempo de retenção na fase de branqueamento final com dióxido de cloro é de 90 a 360, por exemplo, de 110 a 240, ou de 110 a 180 minutos. De acordo com uma forma de realização, o processo de branqueamento pode compreender para além das fases de dióxido de cloro, por exemplo, contendo ozono, perácido, oxigénio e/ou peróxido, bem como fases de branqueamento contendo enzimas para além da sequência de três fases de dióxido de cloro ou em substituição de qualquer das fases iniciais de dióxido de cloro. De acordo com uma forma de realização, também fases de lavagem e/ou extracção, fases de acidificação e/ou com agentes quelantes podem estar presentes no processo de branqueamento anterior, entre e/ou a seguir a quaisquer fases de branqueamento.

De acordo com uma forma de realização, as fases de dióxido de cloro e de agentes quelantes podem ser realizadas sem a adição de qualquer produto químico adicionado, uma vez que ambas as fases podem ser realizadas em gamas de pH semelhantes.

De acordo com uma forma de realização, uma fase com agente quelante é realizada essencialmente na ausência de dióxido de cloro, uma vez que essencialmente a maior parte do dióxido de cloro é removido por lavagem pela fase de lavagem.

De acordo com uma forma de realização, se excepcionalmente for adicionado um ácido ao tratamento com o agente quelante, pode ser utilizado um ácido prontamente disponível na fábrica de pasta.

De acordo com uma forma de realizaçao, por exemplo 5 subsequente ao tratamento com um agente quelante, a pasta de papel pode ser branqueada com um composto contendo peróxido que pode ser um composto de peróxido inorgânico, tais como peróxido de hidrogénio ou ácido peroxomonossulfúrico (ácido de Caro) ou um composto de peróxido inorgânico como perácidos alifáticos e perácidos aromáticos e os seus sais. Os peróxidos orgânicos apropriados são ácido peracético e ácido perfórmico. Por exemplo, o composto contendo peróxido é peróxido de hidrogénio ou uma mistura de peróxido de hidrogénio e ácido peracético vulgarmente referida como ácido peracético de equilíbrio. Quando é utilizado peróxido de hidrogénio o pH da suspensão de pasta é com vantagem 7, por exemplo, está na gama de 7 a 13, de 8 a 12 ou de 9,5 a 11,5. A temperatura de branqueamento com peróxido de hidrogénio pode ser de 30 a 130, por exemplo, de 50 a 100 ou de 50 a 90 °C. A duração do tratamento com peróxido de hidrogénio pode ser de 3 a 960, por exemplo, de 10 a 360 ou de 60 a 240 minutos. Normalmente a quantidade de peróxido de hidrogénio adicionado é de 1 a 60, por exemplo, de 6 a 50 ou de 13 a 40 kg por tonelada de pasta seca. Podem ser adicionados outros agentes de branqueamento à fase de branqueamento com peróxido de hidrogénio, tal como oxigénio.

De acordo com uma forma de realização, o processo de branqueamento compreende uma sequência ECF (isenta de cloro elementar) ou uma sequência substancialmente ECF, por exemplo, de acordo com a seguinte sequência: DO(OP)DlnD2, em que D0, Dl e D2 indicam três fases (D) de dióxido de cloro, OP indica uma fase de peróxido contendo oxigénio e n indica uma fase de lavagem neutra. De acordo com uma forma de realização, a pasta de papel branqueada é subsequentemente tratada com uma suspensão aquosa antes do fabrico de papel por remoção de água e secagem da referida suspensão, em que o pH da suspensão a ser tratada 6 varia de 6,5 a 12. A pasta branqueada pode ser ainda tratada como descrito no pedido US 11/847374.

De acordo com uma forma de realização, a invenção também se refere a uma pasta branqueada obtenível pelo processo aqui definido. É evidente que a invenção assim descrita pode ser variada de muitas maneiras. Essas variações não são para ser consideradas como um afastamento da essência e âmbito da presente invenção e todas essas modificações, como seria evidente para um especialista na técnica, destinam-se a estar incluídas no âmbito das reivindicações. Os exemplos seguintes vão ilustrar adicionalmente como a invenção descrita pode ser realizado sem limitar o seu âmbito.

Todas as partes e percentagens referem-se a parte e percentagem em peso, salvo indicação em contrário.

Exemplos

As experiências foram realizadas empregando uma pasta de eucalipto deslenhifiçada com oxigénio industrial. As características da pasta de papel deslenhifiçada com oxigénio é mostrada na tabela 1. A pasta de papel pode ser caracterizada como uma pasta de papel com baixa demanda química de branqueamento com alto teor de ácido hexenurónico (HexA). A pasta de papel tinha um índice kapa não branqueado de 10,7 e requereu 1,5 kg/t de H202 e 2 7 kg/t de C102 na sequência DO(OP)DlnD2 para atingir o objectivo de brancura de 90,5% ISO. 7

Tabela 1: Pasta de eucalipto deslenhifiçada com oxigénio índice kapa Brancura ISO (%) Viscosidade dm3/kg Ácido hexenurónico mmol/kg 10, 7 58,9 1030 71 0 objectivo das experiências foi melhorar uma sequência ECF padrão, DO(OP)DlnD2, em vista da reversão da brancura dentro das limitações de um fábrica de papel existente. Foi feita a mesma dosagem total de dióxido de cloro em todas as experiências.

As condições nas fases Dl e D2 e a distribuição de dióxido de cloro foram variadas enquanto que as condições nas fases DO e (OP) foram mantidas constantes. 0 tempo de retenção e temperatura na fase DO foram 45 minutos e 60 °C. A fase (OP) foi realizada a uma pressão de 0,5 MPa, um tempo de retenção de 60 minutos, uma temperatura de 80 °C e um pH final entre 11,6 e 11,9. A dosagem de peróxido de hidrogénio (H2O2) foi de 1,5 kg/t de pasta de papel seca em estufa em todas as experiências. A pasta de papel e os produtos químicos foram misturados a uma consistência de 10% em peso de pasta de papel e distribuídos uniformemente em sacos de polipropileno, cuja atmosfera foi saturada com oxigénio. Os sacos de plástico foram selados e colocados em autoclaves que foram pressurizados com oxigénio. As dosagens de dióxido de cloro foram expressas como cloro activo. A consistência era de 10% em peso em todas as fases de branqueamento. Todas as fases não pressurizadas foram realizadas em sacos de plástico de polietileno selados.

Depois de cada fase de branqueamento, a pasta de papel foi lavada com água destilada. Na fase de lavagem neutra (n) entre as fases Dl e D2, o pH foi ajustado para entre 7 e 10 com NaOH. O índice kapa e a brancura ISO foram determinados de acordo com a ISO 302 e a ISO 2470, respectivamente. O ácido hexenurónico foi determinada por hidrólise ácida da pasta de papel num tampão formato seguida por análise no UV do ácido 2-furóico formado no hidrolisado. A reversão da brancura acelerada induzida termicamente foi avaliada como reversão da brancura em húmido. A "reversão da brancura em húmido" foi avaliada por medição da perda de brancura depois de a folha tinha sido condicionada a 23 °C e 50% de humidade relativa, vedada num saco de polietileno, mantido a 70 °C, durante 64 h, e finalmente removida do saco e deixada temperar à temperatura ambiente durante, pelo menos, 1 h. A reversão da brancura foi descrita como a diferença em unidades de brancura ISO antes e depois do tratamento de reversão.

Exemplo 1

Os resultados após o branqueamento da pasta de papel de acordo com a invenção e a referência são apresentados na tabela 2. O pH e a distribuição de dióxido de cloro nas fases D0, Dl e D2 foram variados como indicado na tabela 2. 9

Tabela 2: Resultados de diferentes modificações da sequência ECF padrão Abordagem de D1-D2 D1-D2 D0/D1/D2 Brancura Reversão da branqueamento pH Temp.°C Distribuição % ISO brancura em % da carga húmido total Unidades ISO Referência 3,0-6,1 90-90 56/41/3 90,5 14,4 Invenção 3,0-3,0 90-90 45/45/10 90,0 10,5

Na tabela 2, é mostrado o efeito do pH final na fase D2 e a distribuição de carga de dióxido de cloro nas fases DO, Dl e D2, assim como a reversão da brancura em húmido. A reversão em húmido foi reduzida de 14,4 na referência para 10,5 unidades de acordo com a invenção, por isso um melhoramento considerável.

Lisboa, 17 de Abril de 2013 10

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Processo de branqueamento de pasta de papel derivada de um processo de desfibração alcalina com um teor de ácido hexenurónico antes da fase de branqueamento final de 1 a 80 mmol/kg de pasta seca, compreendendo o referido processo três fases de dióxido de cloro DO, Dl e D2, em que a carga de dióxido de cloro com base na carga de dióxido de cloro total em a) DO é de 40 a 60%; b) Dl é de 30 a 55%; c) D2 é 4 a 20%, e em que a última fase de dióxido de cloro D2 é realizada a um pH de 2 a 3,5.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o teor de ácido hexenurónico é de 5 a 25 mmol/kg de pasta seca.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o teor de ácido hexenurónico é de 5 a 15 mmol/kg de pasta seca.
4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1-3, em que a fase final de dióxido de cloro é realizada a um pH de 2 a 3,4.
5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1-4, em que a temperatura da fase de branqueamento final com dióxido de cloro está na gama de 85 a 100 °C.
6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1-5, 1 em que a etapa de dióxido de cloro é realizada a um pH de 2 a 3,3.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6, em que a carga de dióxido de cloro em a) DO é de 45 a 55%, b) Dl é de 35 a 50% e c) D2 é de 5 a 15%.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-7, em que a carga de dióxido de cloro em a) DO é de 45 a 50%, b) Dl é de 40 a 50% e c) D2 é 5 a 12%.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, em que a temperatura da fase de branqueamento final com dióxido de cloro está na gama de 85 a 100 °C.
10. Pasta branqueada que pode ser obtida pelo processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9. Lisboa, 17 de Abril de 2013 2