PT97513B

PT97513B - Processo para o branqueamento com peroxido de hidrogenio de pastas de papel de elevado rendimento

Info

Publication number: PT97513B
Application number: PT97513A
Authority: PT
Inventors: Dominique Lachenal
Original assignee: Atochem
Priority date: 1990-04-30
Filing date: 1991-04-29
Publication date: 1998-08-31
Also published as: PT97513A; JPH04228692A; NO177606C; CA2041388A1; ES2057804T3; AU7607191A; FI99153C; CA2041388C; NO911490D0; FR2661430A1; EP0514608B1; FI99153B; FI912073A0; AU640775B2; EP0514608A1; FI912073A; JPH0726352B2; NO911490L; FR2661430B1; NO177606B

Description

PROCESSO PARA O BRANQUEAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÉNIO DS PASTAS DE PAPEL DE ELEVADO'

RENDIMENTO

A presente invenção diz respeito a um processo de bran queamento de pastas de elevado rendimento com o auxílio de per éxido de hidrogénio em meio alcalino.

Por pastas de elevado rendimento entendem-se as pastas obtidas com um rendimento ponderai no estado seco em relação à matéria lenho-celulosica inicial, tal como a madeira geralmente sob a forma de aparas, referida ao estado seco, que é superior a cerca de 85 fo e frequentemente igual a pelo menos 90 f>.

Estas pastas são fabricadas por desfibragem do material inicial, muitas vezes aparas de madeira, por meio de uma mo ou de um desfibrador de discos, associado ou não a um tratamento químico e/ou térmico.

Estas pastas incluem as que na indústria se designam por mecânicas, termomecânicas, químico-termomecânicas.

seu branqueamento consiste em descorar pela acção química os grupos croméforos dos componentes da madeira sem solubilizar estes componentes. Os grupos croméforos responsáveis pela coloração escura da pasta são devidos principalmente à lenhina e a certos extractos (taninos).

Actualmente utilizam-se dois tipos de processos para, efectuar esta descoloração:

- o primeiro consiste em fazer actuar sobre a pasta um a

agente redutor, classicamente o hidrossulfito, em condições suaves e em meio neutro ou ligeiramente ácido. A redução , dos grupos químicos responsáveis pela coloração provoca um branqueamento parcial que para certas aplicações é, apesar de tudo, suficiente;

- o segundo processo consiste em oxidar os grupos co rados com peróxido de hidrogénio em meio alcalino. 0 branqueamento obtido é maior do que no processo precedente, o que explica que actualmente para satisfazer as exigências de qua lidade dos papeis. 0 processo do peróxido seja cada vez mais utilizado.

No entanto, o peróxido de hidrogénio é um produto caro cuja estabilidade diminui à medida que o pH aumenta. Se se considerar que a zona de pH na qual é normalmente efectuado o branqueamento por peróxido de hidrogénio vai de cerca de 9 a cerca de 11, como se refere em Thebleching of pulρ,

Atlanta, USA, TAPPI Press, SINGH ed., 1970, p. 227, o melhoramento no quadro da utilização do peróxido de hidrogénio apresenta um interesse permanente para a indústria.

Sste melhoramento deve, por outro lado, tomar em con sideração o escurecimento da pasta que se sabe resultar da pre sença de um agente alcalino, tal como o hidróxido de sódio NaOH (escurecimento alcalino*¹), e do qual a pasta, uma vez branqueada, é protegida por acidificação, tal como se descreve na página 229 da obra referida antes.

Nestas condições, foi proposto utilizar o peróxido de hidrogénio em pelo menos dois passos distintos de branqueamen to.

Por exemplo, no pedido de patente de invenção ¥0-8^.02.366 propõe-se um primeiro passo no qual as condiçoes de alcalinidade são anormalmente fortes com 0 objectivo de melhorar a qualidade mecânica das fibras e um segundo passo em condições de alcalinidade normais para corrigir a falta de bfanqueamento resultante do primeiro passo.

Sm TAPPI. Journal, Março de 1987, páginas 119 e seguin tes, D. LACHENAL descreve também um processo em dois passos, mas no qual se utiliza no segundo passo uma quantidade de hidróxido de sodio muito superior à normalmente utilizada para um primeiro passo.

Finalmente, a patente de invenção francesa N2 2537177 preconiza a conservação de condições tão uniformes quanto pos, sível ao longo do branqueamento, procedendo por uma sucessão de passos distintos.

Sm cada um destes processos propostos distingue-se uma fase da seguinte por meio de uma situação intermédia em que os produtos que serviram na primeira, em particular o per óxido de hidrogénio e os agentes alcalinos, tais como o hidro xido d© sodio, são eliminados da pasta, pelo menos na sua maior parte, por exemplo 90 %> normalmente por lavagem e/ou prensagem da referida pasta. Os custos de energia e investi mento que daqui resultam impedem 0 interesse de melhorar 0 rendimento de utilização do peróxido de hidrogénio.

processo da presente invenção compreende dois passos mas não necessita da operação intermédia referida antes.

Trata-se de um processo de branqueamento de pastas de elevado rendimento por meio de peróxido óe hidrogénio em

alcalino, caracterizado pelo facto de a única intervenção feita entre o início e o fim do referido branqueamento ser a modi ficação da alcalinidade da pasta por adição de um agente alcalino no momento em que a quantidade de peróxido de hidrogénio consumida está compreendida entre 40 e 75 % ha quantidade inicial do peróxido de hidrogénio.

Na definição apresentada antes do processo da presente invenção como em tudo o que se segue, entende-se por pasta o conjunto constituído pela matéria lenho-^celulósica considerada no estado seco e pelo líquido presente com ela.

Em toda a descrição que se segue, salvo precisão ou evi dência, as quantidades de massa são expressas em percentagem em peso em relação ao peso da pasta considerada no estado seco.

Constatou-se que e muitas vezes vantajoso efectuar a adifão de uma quantidade suplementar de agente alcalino quando cerca de 50 θ 6θ % do peróxido de hidrogénio inicial tiverem sido consumidos.

agente alcalino adicionado à pasta durante o branqueamento é normalmente o hidróxido de sódio em uma quantidade,a maior parte das vezes compreendida entre 0,5 $ e 4 de preferência entre 1 e 2

Pode adicionar-se um outro agente alcalino além do hi dróxido de sódio, desde que este assegure a modificação de al calinidade da pasta que seria, efectuada. pelo hidróxido de sódio que substitui,

A quantidade de peróxido de hidrogénio H^O^ utilizada, adicionada na totalidade à pasta no inicio do branqueamen to, pode estar compreendida entre 1 e 6 vantajosamente *enΖ tre 2 e 4 k quantidade total de hidróxido de sódio utilizada, soma das quantidades adicionadas no início e durante· o branqueamento de acordo com o processo ds presente invenção, esta geralmente compreendida entre 1 e 5 Tal como nos processos conhecidos, o branqueamento pode ser efectuado na presença de silicato de sódio, por exemplo de 2 a 6 e :a·³maior parte das vezes de 3 S 5 $, de uma solução aquosa de silicato de sódio a 40°Be ou seja com uma densidade de 1,38, designada p^r silicato de sódio, agentes complexantes tais como 0,1 a 0,53^de uma solução gquosa designada por DTPA e contendo 40 % em peso do sal de sódio do acido dietilenotriami napentaacético e deve ser efectuada com uma consistência compreendida, por exemplo, entre 5 θ *+0 a maior parte das vezes entre 10 e 20 ?, a uma temperatura compreendida entre 40 e 90°C, frequentemente entre 50 ® 80°C. 0 pH da pasta durante o branqueamento estará assim compreendido entre 8,5 e 11,5, quer dizer dentro dos limites habituais,

A duração total do branqueamento depende da escolha dos diversos parâmetros . Pode ser, por exemplo, da ordem de 4 a 6 horas quando, como e o caso dos exemplos apresentados a seguir, se assegure que a brancura da pasta não varia praticamen te ao longo do tempo.

A duração entre o início do branqueamento e o momento no qual se adiciona a quantidade suplementar de agente alcalino depende essencialmente da quantidade de peróxidoUtilizada e da temperatura escolhida. As cèndiçóes preferidas correspon dem a um valor da referida duração que não excede a que separa o momento no qual a alcalinidade da pasta, e voluntariamente modificada e o fim do branqueamento.

Os exemplos seguintes, dados a título indicativo mas ‘ nao limitativo, ilustram a presente invenção. Alguns são dados a título comparativo.

Exemplos 1 a 6

Efectua-se o branqueamento com peróxido de hidrogénio de uma pasta de toros de abeto épices de grau de brancura 59°ISO nas seguintes condições; H^Og; M, NaOH ; 2,5 sili cato de sódio; 3 %* DTPA ; 0,25 consistência; 15 temperatura; 60°C, até que x % do peróxido de hidrogénio tenha sido consumido, sendo 0 valor de x diferente de um exemplo para o outro, sendo então adicionados 1,5 % de hidróxido de sódio à pasta e depois,terminado 0 branqueamento ao fim de um tempo to tal de 6 horas.

Os resultados são indicados no Quadro 1 a seguir.

Quadro 1

Sxemplo NQ	» γ	• Pasta branqueada brancura, °IS0
1?	0	80,5
comparativo
2	37	80,7
comparativo
3	4-9	81,3
q.	56	81,6
5	61	82,2
6 ~---~	63	81,9

: pasta branqueada durante 6 horas nas condições iniciais indicadas e sem adição suplementar de 1,5% de hidróxido de só dio durante o branqueamento.

Exemplo 7 (comparativo)

Neste exemplo utiliza-se a mesma pasta que nos exemplos 1 a 6 e procede-se como no exemplo 1, sem adição de NaOH durante o branqueamento, mas com 4% de NaOH em vez de 2,5% e portanto com uma quantidade de NaOH igual â soma das quantida des de NaOH adicionadas â pasta no início e durante o branquea mento nos exemplos 3 a 6 de acordo com a presente invenção.

No fim de 6 horas de branqueamento, a pasta apresenta uma brancura igual a 80,7°ISO, quer dizer semelhante à atingida nos exemplos 1 e 2 e portanto ainda nitidamente inferior â que permite a presente invenção.

Exemplo 8 (comparativo)

Efectua-se o branqueamento da mesma pasta que nos exem pios anteriores nas condições iniciais do exemplo 1 até 50% do hidrogénio ter sido consumido.

A pasta é em seguida prensada e depois levada de novo a uma consistência de 15% mediante adição de ãgua e de 1,5% de NaOH e branqueada até uma duração total de branqueamento igual a 6 horas com auxílio do peróxido de hidrogénio residual, ou seja 1,4%.

A pasta branqueada tem uma brancura igual a 81°IS0 o que não constitui qualquer progresso em relação à presente in- venção, mas sim uma desvantagem económica em relação a esta.

Exemplo 9 (comparativo)

Efectua-se o branqueamento da mesma pasta que se utili zou nos exemplos anteriores do modo indicado no exemplo 1, mas com 2 f de Η₂θ2 ^{em vez} àe $ e até que 8q fo de peróxido de hi drogénio tenham sido consumidos. Em seguida, adiciona-se 1,5 fo de NaOH à pasta e prossegue-se o branqueamento até ao seu final, ao fim de um tempo total de 6 horas.

A pasta tem então uma brancura igual a 72,2°IS0 e obser va-se o escurecimento alcalino.

Uma diminuição da quantidade suplementar de NaOH não mo difica estas conclusões. Por exemplo, procedendo com 0,5 % de NaOH suplementar em vez de 1,5 Mj θ brancura da pasta branqueada é apenas igual a 7ó°lS0, valor inferior ao de ,7§,8^a]SO.':ãtjnigi<) após 6 horas sem NaOH adicional.

Exemplos 10 a 13

Efectua-se 0 branqueamento de uma pasta químico-termomecânica, ou pasta CIMP , de abeto épicéa de brancura igual a 6l,2°iS0 nas condições seguintes;

H₂°₂; X, NaOH; 2,5 X, silicato de sódio; 3 $,DIPA: 0,25 oõhsístlaeia; 15 f, temperatura; 60°C, até 52j5 % de peróxido de hidrogénio terem sido consumidos.

Então adiciona-se à pasta uma quantidade de NaOH igual a y X, sendo o valor de y diferente de um exemplo para 0 outro, e prossegue-se o branqueamento até ao seu final assegurado ao •ί

fim de um tempo total de 6 horas.

Os resultados obtidos apresentam-se no Quadro 2 a seguir;

Quadro 2

>» MM W Exemplo líâ	—..... _r, -! j\|\| - \| ι\|\|ιιΓι·ι\|- \|Ι.-\|--.·Τ IHW ' Ι\|ΙΙΙ.·Ί ι · II — 1 IIUÍ 1-ί\|\|..-\|\|·1 ί II —LLI
Y %	Pasta branqueada brancura, °IS0

10	0	30,9
comparativo
ιΜΜίΜΜΜΜΜΓ.ΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΜΙιΜΜ'ΐαιΜίΜ·»	«.1———	---------
11	1,	81,2
Í2	1,5	81,7
13 «ΜΜΗΜΜΜ,Μ·ΜΜΚΛΜΤιϊ — Ι«·Μ·ιί·»··\|»Μι>	2,5	79 ?0

No exemplo 13 não sg constata 0 escurecimento alcalino da pasta já referida .

Os exemplos apresentados, associados à indicação dos intervalos de variação dos diversos parâmetros, em particular os das quantidades totais e adicionais de agente alcalino, per mitem ao especialista na matéria pôr em prática a presente invenção .

Pode indicar-se ainda que a variação de alcalinidade provocada pela adição de agente alcalino durante 0 branqueamen to de acordo com a presente invenção se traduz normalmente por um aumento do pH da pasta pelo menos de uma. unidade.

Rei- ·

REIVINDICAÇÕES

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Processo para o branqueamento de pastas de papel de elevado rendimento, por meio de peróxido de hidrogénio, em meio alcalino, caracterizado pelo facto de a única intervenção efectuada entre o início e o fim do referido branqueamento ser a modificação da alcalinidade da pasta mediante a adição de um agente alcalino, num instante em que a quantidade de peróxido de hidrogénio consumida estã compreendida entre 40% e 75% da quanti dade inicial de peróxido de hidrogénio.
2.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado pelo facto de a modificação da alcalinidade da pasta durante o branqueamento ser efectuada num instante em que a quanti dade de peróxido de hidrogénio consumida estã compreendida entre //

50% e 60% da quantidade inicial de peróxido de hidrogénio.
3. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de a modificação da alcalinidade da pasta durante o branqueamento ser efectuada mediante adição de hidróxido de sódio.
4. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de a quantidade de hidróxido de sódio adicio nada estar compreendida entre 0,5% e 4% em peso, em relação ao peso da pasta seca.
5. - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracte rizado pelo facto de a quantidade de hidróxido de sódio estar compreendida entre 1% e 2%.
6. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de a quantidade total de hidróxido de sódio utilizada para efectuar o branqueamento estar compreendida entre 1% e 5% em peso, em relação ao peso da pasta seca.
7. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de a quantidade de perõxi do de hidrogénio estar compreendida entre 1% e 6% em peso, em re lação ao peso da pasta seca.

Lisboa, 29 de Abril de 1991 O Agsite Oficial da Prcpr'sdade Indusinof

RESUMO

PROCESSO PARA O BRANQUEAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÉNIO DE PAS

TAS DE PAPEL DE ELEVADO RENDIMENTO

Descreve-se um processo para o branqueamento de pastas de papel, de elevado rendimento, por meio de peróxido de hidrogénio, em meio alcalino, que consiste em, como única intervenção efectuada entre o início e o fim do referido branqueamento, modi ficar a alcalinidade da pasta mediante a adição de um agente alcalino, num instante em que a quantidade de peróxido de hidrogénio consumida estã compreendida entre 40% e 75% da quantidade inicial de peróxido de hidrogénio.

Lisboa, 29 de Abril de 1991,