WO2007003677A1 - Sistema enzima-mediador para el control de los depósitos de pitch en la fabricación de pasta y papel - Google Patents

Sistema enzima-mediador para el control de los depósitos de pitch en la fabricación de pasta y papel Download PDF

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WO2007003677A1
WO2007003677A1 PCT/ES2006/070091 ES2006070091W WO2007003677A1 WO 2007003677 A1 WO2007003677 A1 WO 2007003677A1 ES 2006070091 W ES2006070091 W ES 2006070091W WO 2007003677 A1 WO2007003677 A1 WO 2007003677A1
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paper pulp
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Ana GUTIÉRREZ SUÁREZ
José Carlos del RÍO ANDRADE
Jorge Rencoret Pazo
David Ibarra Trejo
Ana Mariela SPERANZA FERNÁNDEZ
Susana CAMARERO FERNÁNDEZ
María Jesús MARTÍNEZ HERNÁNDEZ
Ángel T. MARTÍNEZ FERRER
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Consejo Superior De Investigaciones Científicas
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    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D21H17/005—Microorganisms or enzymes

Definitions

  • the invention is directed to the industrial sector of pulp and paper production, including companies that use both hardwood and coniferous wood as raw material, as well as herbaceous or shrubby plants, and use both chemical and mechanical manufacturing processes or combinations of both.
  • the components of the extractable fraction of the wood (that which can be obtained using toluene -ethanol, dichloromethane, acetone or other organic solvents) involved in the formation of pitch deposits are generally lipophilic in nature (soluble in chloroform or hexane) and include fats, waxes, fatty alcohols, fatty acids, terpenes, sterols and ester esters (Hillis, 1962. Wood extractives. Ed: Academic Press, London).
  • the problem of the formation of pitch deposits in the manufacture of coniferous pulp has been studied extensively due to the majority use of this type of wood in the main pulp producing countries (USA, Canada and the Nordic countries of the EU).
  • Wood extractives and pitch problems Analysis and partial remo val by biological treatment (Appita, 47: 463-466) and commercial enzyme complexes with lipase activity to treat paper pulps.
  • the enzymatic methods used to reduce pitch problems during the manufacture of paper pulp have mainly focused on hydrolase type enzymes (EC 3.1) including lipases (EC 3.1.1.3) and sterol esterases (EC 3.1.1.13). These include the recombinant lipase produced by Novozymes (formerly a division of Novo Nordisk) and marketed under the name of Resinase A ® , and the lipases from Candida rugosa and Candida cylindraceae.
  • WO9207138 the reduction in the content of some lipophilic components of the wood, mainly triglycerides, is described by adding different lipases during the manufacture of thermomechanical pastes.
  • WO9213130 the use of a lipase that resists temperatures of about 7O 0 C. is described.
  • US 5,256,252 a method for the control of pitch with lipase and cationic polymers is described. they capture the fatty acids released by enzymes.
  • thermostable variants of a commercial lipase in which increases of more than 15 ° C in thermal stability have been achieved
  • Sterols, ester esters and glycosides of sterols are problematic because of their resistance to chemical hydrolysis during kraft cooking (compared to triglycerides that are eliminated in the form of fatty acid salts) but also give rise to pitch problems during manufacturing of mechanical pastes from wood with high content in these compounds.
  • WO9423052 suggests the possibility of using an enzyme isolated from Pseudomonas fragi in the hydrolysis of lipophilic compounds present in paper pulp, although the conditions under which the pastes should be treated and the results after treating the pulp with these enzymes are not described .
  • Patent WO02075045 describes a sterol esterase of the fungus of the ascomycete type Ophiostoma piceae that is capable of simultaneously hydrolyzing triglycerides and ester esters, so it can be used both in the mechanical processes that use conifers, as in the chemical processes they use. leafy.
  • the use of sterol esterases although it produces a hydrolysis of ester esters, leads to the release of free sterols, which are even more harmful and have a greater tendency to form pitch deposits than esters due to their stickiness.
  • WO9216687 uses an enzymatic method to reduce pitch problems through the use of cellulases / hemicellulases.
  • JP2000080581 describes the use of peroxidases of microorganisms or plants in the presence of hydrogen peroxide and mediators to act on the abietic acid but not many details are provided on the results obtained.
  • Laccase type enzymes also called phenoloxidases
  • phenoloxidases in the presence of compounds that act as redox mediators, have been described for the bleaching of different types of paper pulp (including patents WO 9429510, WO9501426, WO9954545 and WO03052201) but not has described its use for the elimination of extractable compounds that cause pitch deposits in different processes of manufacturing and bleaching paper pulp.
  • the enzyme-mediating system which acts by eliminating the lignin-derived compounds responsible for the color of the pastes, also acts very effectively on the lipophilic compounds responsible for the formation of pitch deposits.
  • Enzymatic treatment can reduce, or even eliminate, the number of interruptions due to pitch deposits in industrial pulp and paper manufacturing processes, thereby saving time and energy and increasing production. Also, the enzymatic treatment can improve the drainage of the pulp and, consequently, lead to a better behavior of the pulp in the paper machine. It can also improve the printing characteristics of the paper obtained.
  • the object of the present invention is an enzyme-mediator system where the enzyme is an oxidative enzyme of the laccase group (EC 1.10.3.2) and the mediator is a chemical compound that acts as a redox intermediate in enzymatic oxidation, for the Enzymatic control of lipophilic compounds responsible for the formation of so-called pitch deposits during the manufacture of paper pulp.
  • the lipophilic compounds on which said enzyme-mediating system acts are all or some of the following compounds: free sterols, conjugated esters in the form of esters and glycosides, triglycerides, fatty alcohols and resin acids.
  • the laccase of the enzyme-mediating system can be an enzyme of plant, microbial or fungal origin.
  • fungal laccases include the lacquers of species of Aspergillus, Neurospora (e.g., Neurospora crass ⁇ ), Podospora, Botrytis, Collybia, Fomes, Lentinus, Pleurotus, Trametes (e.g., Trametes villosa and Trametes versicolor), Rhizoctonia (eg, Rhizoctonia solani), Coprinus (eg, Coprinus cinereus, Coprinus comatus, Coprinus friesii, and Coprinus plicatilis), Psathyrella (e.g., Psathyrella condelleana), Panaeolus (e.g., Panaeolus papilionaceus), Myceliophthora (e.g., Myceliophthora thermophila), Schytalidium (e.
  • bacterial laccases include lacases of Bacillus species.
  • CECT 24448 IJFM A720
  • Lacasa can also be a recombinant enzyme, obtained by expressing the gene (or cDNA) of a lacasa of interest using a suitable expression system.
  • the redox mediator of the enzyme-mediator system may be a synthetic compound, preferably 1-hydroxybenzotriazole (HBT) or other N-OH type compounds, or a natural mediator, preferably produced by fungi, or a chemical species structurally related to said fungal metabolites .
  • the redox mediator can be a natural compound formed during the degradation of lignin, preferably 4-hydroxybenzoic acid, /> - cumaric acid, vanillin, syringaldehyde, acetosyringone or different hydroquinones and structurally related chemical species.
  • Another object of the present invention is a process for the enzymatic control of lipophilic compounds responsible for the formation of so-called pitch deposits during the manufacture of paper pulp (including free sterols, conjugated esters in the form of esters and glycosides , triglycerides, fatty alcohols and resin acids), which uses the enzyme-mediator system described above.
  • This procedure can be applied to the pulp (before or after bleaching) or to the process liquids from cooking, washing or bleaching of the pulp, achieving up to 100% removal of said lipophilic compounds, in addition to eliminating undesirable additives, such as defoamers, and recycled paper inks, resulting in improvements both in the process and in the product final.
  • This procedure can be used when the paper pulp comes from hardwood (woody angiosperms), including eucalyptus, poplar, poplar, birch or acacia, specifically wood from the species Eucalyptus globulus, Eucalyptus camaldulensis, Eucalyptus granáis, Populus tremulous, Populus tremuloides, Betula pendulum, Betula tremulous or Acacia mangium.
  • hardwood woody angiosperms
  • eucalyptus woodyptus globulus
  • Eucalyptus camaldulensis Eucalyptus granáis
  • Populus tremulous Populus tremuloides
  • Betula pendulum Betula tremulous or Acacia mangium.
  • This procedure can also be used when paper pulp comes from coniferous wood (woody gymnosperms), including species of the genera Picea and Pinus, and specifically Picea abies, Pinus sylvestris, Pinus taeda, Pinus contorta or Pinus virginiana.
  • This procedure can also be used when paper pulp comes from herbaceous or shrubby plants, including agricultural by-products. These plants can belong to both the dicot group (including, among others, flax, hemp, kenaf, cotton and jute) and to the monocot group (including, among others, sisal, abaca, miscanto, esparto, wheat, bamboo and bagasse of sugar cane).
  • dicotyledonous they include, among others, Linum usitatissimum, (flax), Cannabis sativa (hemp) Corchorus capsularis and Corchorus olitorius (jute) and in the monocot group are included, among others, Agave sisalana (sisal) and Musa textileis (abaca).
  • the process, object of the present invention can be used when the paper pulp is manufactured by means of the so-called mechanical pasting procedures, including pulps obtained by grinding logs, by grinding splinters in refiners, and by thermomechanical methods.
  • the mechanical pulp is treated with hydrogen peroxide, dithionite or other reagents to obtain bleached papers.
  • said process can be used when the paper pulp is manufactured by means of chemical-based methods of baking, including kraft cooking, baking soda (with or without the addition of anthraquinone as a catalyst) or sulphite cooking, and by a combination of the methods of paste called mechanical and chemical.
  • the pulp is bleached by the procedures called TCF (totally chlorine free), ECF (elemental chlorine free) or others.
  • the pulp on which the present process is applied can also be obtained by recycling old paper, from different original raw materials.
  • the enzyme-mediator system is applied during the manufacture of bleached Eucalyptus globulus wood kraft pulp by means of TCF or ECF procedures.
  • the application of the enzyme-mediator system used for the enzymatic control of the pitch is carried out on the pasta at different moments of the process, either after cooking, either during bleaching or at the end of it.
  • the laccase is used in a concentration between 0.1 and 100; 0.1 and 75; 0.1 and 50; or between 0.1-25 U / g of pasta.
  • the mediator is applied at a concentration between 0.1% to 10% (w / w, based on dry weight of pulp), more preferably at a concentration of 0.1% to 8%; 0.1% to 6%; 0.1% to 5%; 0.1% to 4%; or more preferably at a concentration of 1% to 3% (w / w, based on dry weight of pasta).
  • the application of the enzyme-mediator system can be carried out on the process liquids from cooking, washing the dough, or bleaching it.
  • the laccase can be applied freely or immobilized on a suitable support, at a concentration between 0.1-1000 U / 1 of process liquid, preferably between 0.1 and 800 U / 1; between 0.1 and 600 U / 1; between 0.1 and 400 U / 1; between 0.1 and 200 U / 1; or between 0.1 and 100 U / 1.
  • the mediator is applied at a concentration between 0.1 g / 1 and 10 g / 1, preferably at a concentration of 0.1 to 8, 6, 5 or 4 g / 1; more preferably in a concentration of 1 g / 1 to 3 g / 1.
  • the application temperature of the enzyme-mediator system is between 4 ° C and 90 0 C, between 4 ° C and 85, 80, 75, 70 or 65 ° C; preferably between 10 and 90 0 C, between 20 and 90 0 C, more preferably from 30 0 C to 60 0 C, the pH between 3 and 9, and more preferably between 3.5 and 6.5, and with a duration between 10 minutes and 24 hours, and more preferably between 30 minutes and 6 hours.
  • the lacasa-mediator system can be used for pitch control also in combination with other enzymes, more specifically in combination with lipoxygenases that oxidize unsaturated lipids generating lipid radicals, and lipases that hydrolyze triglycerides and other fatty acid esters.
  • FIG. 3 Fluorescence microscopy images (left) and the corresponding phase contrast controls (right) of a control eucalyptus kraft paste (Eucalyptus globulus) control (A and B) and of said paste after treatment with laccase in the presence of the HBT mediator (C and D).
  • Figure 4. Chromatograms obtained after analysis by gas chromatography of the silanized lipophilic extracts of the Picea abies control paste (A) and of said paste after treatment with laccase in the presence of the HBT mediator (B).
  • the object of the present invention is the enzymatic control of pitch deposits by the use of oxidative enzymes of the laccase group (EC 1.10.3.2; also called phenoloxidases) in the presence of redox mediators such as 1- hydroxybenzotriazole (HBT) which they increase the efficiency of the enzyme, during paper pulp manufacturing processes in which the wood used as raw material is hardwood (woody angiosperms), in particular species of eucalyptus, poplar, poplar, birch or acacia and more in Particular of Eucalyptus globulus, Eucalyptus camaldulensis, Eucalyptus granáis, Populus tremulo, Populus tremuloides, Betula pendulum, Betula trembling and Acacia mangium.
  • HBT 1- hydroxybenzotriazole
  • the method of the invention can also be applied when the raw material used is coniferous wood (woody gymnosperms), in particular pine or spruce species and more particularly Pinus sylvestris, Pinus taeda, Pinus contorta, Pinus virginiana, or Picea abies.
  • coniferous wood woody gymnosperms
  • pine or spruce species and more particularly Pinus sylvestris, Pinus taeda, Pinus contorta, Pinus virginiana, or Picea abies.
  • This invention can also be applied when the raw material used comes from different herbaceous or shrubby plants, which include both species of the dicot group, among other flax (Linum usitatissimum), hemp (Cannabis sativa), kenaf (Hibiscus cannabinus), cotton ( Gossypium spp) and jute (Corchous spp), such as monocots, among others sisal (Agave sisalana), miscanthus (Miscanthus sinensis), abaca (Musa textileis), esparto (Stipa tenacissimd), curauá (Ananas erectifolius), bamboo (Bambusa sp.) and sugarcane bagasse (Saccharum officinarum), as well as different agricultural by-products. Also, this invention can be applied when the raw material used is old or recycled paper. In this case, in addition to the elimination of the compounds that form the pitch deposits, it will be possible to
  • the lacca mediating system for pitch control is applicable when the pulp is manufactured using various methods of paste: mechanical (including log milling, chip milling in refiners and thermomechanical methods), chemicals, including kraft cooking, cooking a soda (with or without the addition of anthraquinone as a catalyst) and sulphite cooking, or combinations of mechanical and chemical methods. It is also compatible with the various bleaching methods including ECF (elemental chlorine free) and TCF (totally chlorine free) sequences.
  • a recombinant enzyme obtained by expression of the gene (or cDNA) encoding a laccase of interest can also be used using a suitable heterologous expression system. Enzymatic treatment is performed in the presence of redox mediators.
  • the mediators to be used during treatment may be synthetic compounds such as HBT or others of the N-OH type, or natural compounds synthesized by fungi such as 4-hydroxyantranilic acid among others, or structurally related chemical species, or natural compounds formed during degradation of lignin, such as 4-hydroxybenzoic acid, / 7-cumaric acid, syringaldehyde, vanillin, acetosyringone, or different hydroquinones and structurally related chemical species.
  • the treatment with the lacasa-mediator system is applied to the paste after cooking, during bleaching, or at the end of it, at a temperature between 4 ° C and 90 0 C, preferably between 30 0 C and 60 0 C , and a pH between 3 and 9, preferably between 3.5 and 6.5 for a time between 10 minutes and 24 hours, preferably between 30 minutes and 6 hours.
  • the concentration of laccase is between 0.01 and 250 U / g of pulp, preferably between 0.1 and 25 U / g of pulp, and the mediator concentration is between 0.1% and 10% (based on dry weight of paste), preferably between 1% and 3%, achieving elimination of lipophilic compounds, estimated by gas chromatography with flame detector and gas chromatography coupled to mass spectrometry, up to 100% free sterols, ester esters, sterols glycosides, resin acids, triglycerides and other lipophilic extractables. Other preferred conditions are those mentioned above (in the explanation section of the invention).
  • the units and doses are also those defined above.
  • the enzymatic treatment is also applied at a temperature between 4 ° C and 90 0 C, preferably between 30 ° C and 60 0 C, and a pH between 3 and 9, preferably between 3.5 and 6.5 for a time between 10 minutes and 24 hours, preferably 30 minutes to 6 hours.
  • the concentration of laccase is comprised between 0.1-1000 U / 1 of process liquid, preferably with the enzyme immobilized on a suitable support, and the concentration of mediator is between 0.1-10 g / 1, preferably between 1 -3 g / 1, achieving the elimination of sterols, ester esters, glycosides of sterols, resin acids, triglycerides and other lipophilic extractables of up to 100%.
  • concentration of mediator is between 0.1-10 g / 1, preferably between 1 -3 g / 1, achieving the elimination of sterols, ester esters, glycosides of sterols, resin acids, triglycerides and other lipophilic extractables of up to 100%.
  • Other preferred conditions are those mentioned above in the explanation section of the invention.
  • the percentage of enzymatic elimination of lipophilic compounds is determined by gas chromatography of the extracts of the treated pastes and the treatment liquids.
  • This procedure includes the following phases: i) the enzyme-mediated paste (and an untreated sample, as a control) is filtered, dried and extracted with acetone in a Soxhlet for 8 h; ii) the filtrate liquids are extracted in a separatory funnel with methyl tert-butyl ether; iii) all extracts are evaporated to dryness and redissolved in chloroform for analysis of the lipophilic fraction by gas chromatography and gas chromatography / mass spectrometry, after derivatization with bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide (BSTFA) when necessary.
  • BSTFA bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide
  • Example 1 Treatment of eucalyptus kraft paste with laccase (from Pycnoporus cinnabarinus) and HBT (1-hydroxybenzotriazole)
  • eucalyptus kraft paste ⁇ Eucalyptus globulus containing free sterols, ester esters was used and sterols glycosides.
  • laccase activity was defined as the amount of enzyme that oxidizes one ⁇ mol / min of 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic acid) (ABTS) to the corresponding cationic radical, at 24 ° C.
  • ABTS 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic acid)
  • stage "a” because it was performed under mild acidic conditions, at pH 4.
  • the enzymatically treated pastes as well as the corresponding controls were filtered, dried and extracted in Soxhlet with acetone for 8 h.
  • the liquids obtained after the filtration of the enzymatically treated pastes as well as the corresponding controls were extracted with methyl tert-butyl ether.
  • the extractable fraction of pastes and liquids was dried with nitrogen and the chloroform soluble compounds were analyzed and quantified by gas chromatography and gas chromatography coupled to mass spectrometry prior derivatization with bistrimethylsilyltrifluoroacetamide (BSTFA) in the presence of pyridine.
  • BSTFA bistrimethylsilyltrifluoroacetamide
  • the lipophilic compounds were analyzed on an Agilent Technologies 6890N Network GC system chromatograph, equipped with a flame detector and a silica capillary column of 5 mx 0.25 mm and 0.1 ⁇ m film thickness (DB-5HT from J & W Scientific) using helium as carrier gas.
  • the temperatures of the injector and the detector were 300 0 C and 350 0 C respectively.
  • the oven was programmed from 100 0 C (1 minute) to 350 0 C (3 minutes) at 15 ° C / minute.
  • Gas chromatography-mass spectrometry analysis was performed on a Varian Saturn 2000 device with an ion trap detector, using a 12 m x 0.25 mm silica capillary column and 0.1 ⁇ m film thickness ( DB-5HT from J&W Scientific) and using helium as carrier gas.
  • the various compounds were quantified using a calibration curve performed with standard mixtures (correlation coefficients were greater than 99%).
  • Figure 1 shows the gas chromatographic analysis of the lipophilic extract of the control eucalyptus kraft paste (A) and the extract of the eucalyptus kraft paste treated with laccase in the presence of HBT (B). This analysis shows that the treatment with lacasa-HBT totally eliminates both the free sterols and the esters of sterols and glycosides of sterols present in eucalyptus paste.
  • the treated pulp and the control pulp were examined by scanning electron microscopy at low temperature, as well as by fluorescence microscopy after filipin staining, which reacts specifically with sitosterol forming fluorescent complexes.
  • filipin staining which reacts specifically with sitosterol forming fluorescent complexes.
  • the disappearance of the material deposited between the fibers was observed after treatment with the lacasa-mediator system ( Figure 2).
  • staining of sitosterol with filipin showed an important elimination of this compound (especially abundant in parenchymal radius cells present in the paste) after treatment with the laccase-mediator system ( Figure 3).
  • Figure 4 shows the chromatograms obtained after analysis by gas chromatography of the lipophilic extracts of the Pomea abies control thermomechanical paste (A) and of said paste after treatment with laccase in the presence of HBT (B).
  • This analysis shows that the treatment of Picea thermomechanical paste with lacasa-HBT reduces triglycerides (by 90%), esters of sterols (by 80%), free sterols (by 90%), resin acids and fatty acids (90%) present in the spruce paste. These compounds are primarily responsible for the formation of pitch deposits during the production process of pulp from Picea wood.
  • Linum usitatissimum soda-anthraquinone paste containing fatty alcohols, free sterols, and glycosides of sterols.
  • Figure 5 shows the gas chromatography analysis of the lipophilic extract of the control flax paste (A) and said paste after enzymatic treatment with laccase in the presence of HBT (B).
  • This analysis shows that the treatment of flax soda-anthraquinone paste with lacasa-HBT reduces fatty alcohols (by 80%), free sterols (by 100%) and sterols glycosides (by 90%) present in said paste.
  • These compounds are primarily responsible for the formation of pitch deposits during the paper pulp production process from flax fiber. You can see how the antifoam that appears in the control paste, and is also causing the formation of pitch deposits, it is almost completely eliminated after enzymatic treatment with lacasa-HBT.
  • Example 4 Treatment of eucalyptus kraft pulp with laccase (from Pycnoporus cinnabarinus) and syringaldchido (4-hydroxy-3,5-dimctoxybenzaldchido)
  • Figure 6 shows the gas chromatographic analysis of the lipophilic extract of the control paste (eucalyptus kraft paste) after bleaching with hydrogen peroxide (A) and the extract of the enzymatically treated eucalyptus kraft paste (with laccase in the presence of syringaldehyde) after bleaching with hydrogen peroxide (B).
  • This analysis shows that the treatment with lacasa-syringaldehyde (followed by a peroxide stage) totally eliminates both free sterols (91%) and esters of sterols (100%) and glycosides of sterols (93%) present in the Paste of eucalyptus.
  • These compounds are primarily responsible for the formation of pitch deposits during the pulp production process from eucalyptus wood and are found in large proportion in raw and bleached pastes with TCF sequences.

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Abstract

Esta invención describe el uso de un sistema enzima-mediador, caracterizado porque la enzima es una enzima de tipo lacasa y el mediador es un compuesto químico que actúa como intermediario redox en la oxidación enzimática, para la eliminación de compuestos lipofílicos (incluyendo, entre otros, esteróles libres y conjugados en forma de esteres y glicósidos, triglicéridos, alcoholes grasos y ácidos resínicos) que causan depósitos en el producto, la maquinaria y los circuitos durante la fabricación de pasta y papel (tanto a partir de madera de frondosas o coniferas, como de plantas no madereras). El efecto de este tratamiento es de hasta un 100% de eliminación de los mencionados compuestos lipofílicos, dependiendo del material tratado, con las consiguientes mejoras en la calidad de las pastas obtenidas, el funcionamiento de las instalaciones industriales, y las características del producto final.

Description

TÍTULO
SISTEMA ENZIMA-MEDIADOR PARA EL CONTROL DE LOS DEPÓSITOS DE PITCHEN LA FABRICACIÓN DE PASTA Y PAPEL
SECTOR DE LA TÉCNICA
La invención va dirigida al sector industrial de producción de pasta y papel, incluyendo empresas que utilizan como materia prima tanto madera de frondosas como de coniferas, así como plantas herbáceas o arbustivas, y usan procedimientos de fabricación tanto químicos como mecánicos o combinaciones de ambos.
ESTADO DE LA TÉCNICA
La fabricación de pastas de papel mediante tecnologías menos contaminantes ha traído consigo nuevos problemas en la producción y blanqueo de la pasta. Entre éstos ocupa un lugar importante la formación de los denominados depósitos de pitch (en español brea o pez) que reducen drásticamente la calidad del producto final, e incluso obligan a la realización de paradas técnicas en las máquinas, produciendo graves pérdidas en este sector industrial (Back y Alien. 2000. Pitch control, wood resin and deresination, TAPPI Press, Atlanta). Los depósitos de pitch prod ucidos durante los procesos de fabricación de pasta y papel son causados por los componentes de la fracción extraíble de la materia prima. A menudo otros productos se incorporan a dichos depósitos donde los extraíbles actúan como aglomerantes.
Los componentes de la fracción extraíble de la madera (aquella que puede ser obtenida utilizando tolueno -etanol, diclorometano, acetona u otros disolventes orgánicos) implicados en la formación de depósitos de pitch son generalmente de naturaleza lipofílica (solubles en cloroformo o hexano) e incluyen grasas, ceras, alcoholes grasos, ácidos grasos, terpenos, esteróles y esteres de esteróles (Hillis, 1962. Wood extractives. Ed: Academic Press, London). La problemática de la formación de depósitos de pitch en la fabricación de pasta de coniferas se ha estudiado ampliamente debido al uso mayoritario de este tipo de madera en los principales países productores de pasta (USA, Canadá y los países nórdicos de la UE). Entre los procedimientos tradicionales utilizados para el control del pitch se encuentran: el descortezado de la madera, el almacenamiento a la intemperie de troncos o astillas y la adición a las pastas y/o líquidos de proceso de agentes que limiten la deposición del pitch (Alien. 2000. Pitch control in pulp milis. En: Pitch control, wood resin and deresination, Editado por Back y Alien, TAPPI Press, Atlanta, p. 265-288; y Alien. Pitch control in paper milis. En: Pitch control, wood resin and deresination, Editado por Back y Alien, TAPPI Press, Atlanta p. 307-328). Sin embargo, tales métodos no han sido suficientes para eliminar los problemas de deposición del pitch en la pasta de papel.
Como alternativa a los métodos químicos, se han desarrollado en los últimos años métodos biológicos para el control del pitch que se basan en el uso de microorganismos o sus enzimas (Gutiérrez et al., 2001. Biotechnological control of pitch troubles in paper pulp manufacturing. Trends Biotechnol., 19: 340-348). En la actualidad existen preparados comerciales para inocular la madera con microorganismos (Farrell et al., 1993. CartapipTm: A Biopulping Product for Control of Pitch and Resin Acid Problems in Pulp Mills. J.Biotechnol., 30: 115-122; Chen et al., 1994. Wood extractives and pitch problems: Analysis and partial remo val by biological treatment. Appita, 47: 463-466) y complejos enzimáticos comerciales con actividad lipasa para tratar las pastas de papel. Los métodos enzimáticos usados para reducir los problemas de pitch durante la fabricación de pasta de papel se han centrado principalmente en enzimas de tipo hidrolasa (EC 3.1) incluyendo lipasas (EC 3.1.1.3) y esterol-esterasas (EC 3.1.1.13). Entre éstas cabe destacar la lipasa recombinante producida por Novozymes (anteriormente una división de Novo Nordisk) y comercializada con el nombre de Resinase A®, y las lipasas de Candida rugosa y Candida cylindraceae. Los resultados obtenidos tratando pasta mecánica de pino con estas lipasas ponen de manifiesto que se hidrolizan los triglicéridos, que son los principales responsables de los depósitos de pitch en estas pastas (Fujita et al., 1992. Recent advances in enzymic pitch control. Tappi J., 75: 117-122; Fischer et al., 1992. Adsorption of Upase on pulp fibers during biological pitch control in paper industry. Enzyme Microb.Technol., 14: 470-473). En la actualidad existen varias solicitudes de patentes internacionales que describen la posibilidad de utilizar lipasas para reducir los problemas de pitch (ocasionados por triglicéridos) en la industria de pasta y papel. En la primera, WO9207138, se describe la reducción en el contenido de algunos componentes lipofílicos de la madera, principalmente los triglicéridos, al añadir diferentes lipasas durante la fabricación de pastas termomecánicas. En la segunda, WO9213130, se describe la utilización de una lipasa que resiste temperaturas de alrededor de 7O0C. En la tercera, US 5,256,252, se describe un método para el control de pitch con lipasa y polímeros catiónicos que captan los ácidos grasos liberados por las enzimas. En la cuarta, WO02055679, se describe la reducción de triglicéridos al utilizar variantes termoestables de una lipasa comercial (en las que se han conseguido incrementos de más de 15°C en la estabilidad térmica) en la obtención de pasta mecánica o en la producción de papel a partir de este tipo de pasta.
A pesar de que los problemas depitch se pueden disminuir en las pastas de coniferas, que contienen en sus extractos cantidades importantes de triglicéridos (Fengel et al., 1984. Wood: Chemistry, ultrastructure, reactions. Ed: De Gruyter, Berlin ; Rowe, 1989. Natural Products of Woody Plants. I and II. Chemicals Extraneous to the Lignocellulosic CeIl Wall. Ed: Springer-Verlag, Berlin), el tratamiento con enzimas de tipo lipasa no es efectivo para evitar los problemas de pitch en las pastas de diferentes frondosas y, en particular, en las pastas kraft de Eucalyptus globulus (una especie muy utilizada por la industria papelera en España y Portugal) y otras especies del mismo género. En los últimos años, las investigaciones llevadas a cabo para caracterizar los extraíbles de la madera de eucalipto han puesto de manifiesto que los triglicéridos constituyen una fracción pequeña de los extraíbles de Eucalyptus globulus, en los que se han detectado principalmente esteróles, esteres de esteróles y glucósidos de esteróles, responsables de los depósitos de pitch en el proceso kraft (del Río et al., 1998. Characterization of organic deposits produced in the Kraft pulping of Eucalyptus globulus wood. J.Chromatogr., 823: 457-465; Gutiérrez et al., 1999. Chemical composition of lipophilic extractives from Eucalyptus globulus Labill. wood. Holzforschung, 53: 481-486; Gutiérrez y del Río 2001. Gas chromatography-mass spectrometry demonstration of sterols glycosides in eucalypt wood, kraft pulp andprocess liquids. Rapid Commun. Mass Spectrometry, 15: 2515-2520). Estos compuestos permanecen en la pasta después de la cocción kraft y del blanqueo TCF (totalmente libre de cloro) (del Río et al., 2000. Analysis of pitch deposits produced in Kraft pulp milis using a totally chlorine free bleaching sequence. J.Chromatogr. A, 874: 235-245). Otras especies de frondosas, como el Populus tremuloides muy utilizado para la fabricación de pasta de papel en América del Norte, también contienen cantidades significativas de esteróles libres y esterificados que dan lugar a similares problemas de pitch (Serreqi et al., 2000. Identification and quantification of important steryl esters in aspen wood. J.Am.Oil Chem.Soc, 77: 413-418). Por otra parte, estos compuestos también forman parte de los extraíbles de la madera de coniferas y alcanzan contenidos importantes en algunas de ellas, como es el caso de la madera de Picea abies (Claassen et al. 2000. Rapid analysis of apolar low molecular weight constituents in wood using high pressure liquid chromatography with evaporative light scattering detection. Phytochem.Anal. 11:251-256; y Serreqi et al., 2000. Identification and quantification of important steryl esters in aspen wood. J.Am.Oil Chem.Soc, 77: 413-418). Los esteróles, esteres de esteróles y glucósidos de esteróles son problemáticos por su resistencia a la hidrólisis química durante la cocción kraft (comparados con los triglicéridos que son eliminados en forma de sales de ácidos grasos) pero también dan lugar a problemas de pitch durante la fabricación de pastas mecánicas a partir de maderas con alto contenido en estos compuestos.
Existen varias solicitudes de patentes que mencionan la posibilidad de utilizar otras enzimas de tipo hidrolasa, como esterol-esterasas (EC 3.1.1.13), para eliminar esteres de esteróles durante la fabricación de pasta de papel. En la patente WO9423052 se sugiere la posibilidad de utilizar una enzima aislada de Pseudomonas fragi en la hidrólisis de compuestos lipofílicos presentes en pasta de papel, aunque no se describen las condiciones en que las pastas deberían tratarse ni los resultados tras tratar la pasta con estas enzimas. En la patente WO0053843, se comprueba la efectividad de algunos crudos enzimáticos de hongos y bacterias en la degradación de esteres de esteróles en el tratamiento de un líquido de proceso de pasta termomecánica de madera de Picea abies y se indica la posibilidad de utilizar estos crudos en combinación con la lipasa comercial Resinase A® (que, como se mencionó anteriormente, sólo hidroliza glicéridos). En esta patente se menciona la posibilidad de que los crudos enzimáticos de hongos y bacterias puedan tener además de actividad esterol-esterasa, actividad lipasa, hemicelulasa, pectinasa y "ligninasa", aunque no se realiza ningún ensayo para comprobar si existen estas actividades. En la patente WO02075045 se describe una esterol-esterasa del hongo de tipo ascomiceto Ophiostoma piceae que es capaz de hidrolizar simultáneamente triglicéridos y esteres de esteróles, por lo que puede usarse tanto en los procesos mecánicos que usan coniferas, como en los procesos químicos que usan frondosas. Sin embargo, el uso de esterol-esterasas, aunque produce una hidrólisis de los esteres de esteróles, lleva aparejada la liberación de esteróles libres, que son incluso más perjudiciales y tienen mayor tendencia a la formación de depósitos de pitch que los esteres debido a su pegajosidad. Existe otra patente (WO9216687) que utiliza un método enzimático para reducir los problemas de pitch me diante el uso de celulasas/hemicelulasas. Se trata de un método para reducir los depósitos de pitch asociados a las pastas mecánicas mediante el tratamiento de la pasta y/o los líquidos de proceso con las enzimas mencionadas. Este procedimiento mejora algunas de las propiedades mecánicas de la pasta, como el drenaje y reduce los problemas de pitch en la pasta y la maquinaria. Sin embargo, en esta patente no se detalla si se eliminan los compuestos responsables de la formación de depósitos de pitch, ni el mecanismo por el que esta eliminación se llevaría a cabo. En la patente WO03035972 se describe el uso de oxigenasas (concretamente lipoxigenasas) que actúan sobre ácidos grasos insaturados y reducen la deposición del pitch, probablemente a través de reacciones de peroxidación. Sin embargo, en esta patente sólo se muestra la acción de estas enzimas sobre los ácidos grasos y no se indica si se eliminan los otros compuestos responsables de la formación de depósitos de pitch mencionados anteriormente (ácidos resínicos, alcoholes grasos, terpenos y esteróles libres y conjugados). Finalmente, en la patente JP2000080581 se describe el uso de peroxidasas de microorganismos o plantas en presencia de peróxido de hidrógeno y de mediadores para actuar sobre el ácido abiético pero no se aportan muchos detalles sobre los resultados obtenidos.
Los métodos enzimáticos descritos más arriba han sido usados con más o menos fortuna por distintas empresas productoras de pasta de papel que usan procesos específicos (fundamentalmente mecánicos) y determinadas materias primas (fundamentalmente pino). Sin embargo, los problemas de pitch aún no han podido ser evitados durante la fabricación de pasta de papel en la mayor parte de los procesos (bien químicos o mecánicos) que utilizan otros tipos de materias primas. Este hecho ha desencadenado la búsqueda de nuevas enzimas que puedan utilizarse para reducir significativamente o eliminar completamente los problemas de pitch, cuyos resultados son el objeto de la presente invención.
Las enzimas de tipo lacasa (también denominadas fenoloxidasas), en presencia de compuestos que actúan como mediadores redox, han sido descritas para el blanqueo de diferentes tipos de pasta de papel (incluyendo las patentes WO 9429510, WO9501426, WO9954545 y WO03052201) pero no se ha descrito su uso para la eliminación de los compuestos extraíbles que causan los depósitos de pitch en diferentes procesos de fabricación y blanqueo de pastas de papel. En el presente estudio se ha encontrado, inesperadamente, que el sistema enzima-mediador, que actúa eliminando los compuestos derivados de la lignina responsables del color de las pastas, también actúa con gran eficacia sobre los compuestos lipofílicos responsables de la formación de los depósitos de pitch. De esta forma, utilizando la invención aquí descrita, es posible: i) eliminar de las pastas y/o líquidos de proceso hasta un 100% de los esteróles libres, esteres de esteróles, glicósidos de esteróles, triglicéridos, ácidos grasos, ácidos resínicos y alcoholes grasos (procedentes de la fracción extraíble de la materia prima), ii) reducir los problemas de depósitos de pitch en las pastas de papel y en la maquinaria causados por estos compuestos; y iii) reducir los costos en los procesos industriales de fabricación de pasta y papel. La eliminación enzimática de los compuestos responsables de la formación de depósitos de pitch presentes en las pastas y líquidos de proceso redunda en una mejora de la calidad del producto final. El tratamiento enzimático puede reducir, o incluso eliminar, el número de interrupciones debidas a los depósitos de pitch en los procesos industriales de fabricación de pasta y papel, con el consiguiente ahorro de tiempo y energía y aumento de la producción. Asimismo, el tratamiento enzimático puede mejorar el drenaje de la pasta y, en consecuencia, dar lugar a un mejor comportamiento de la pasta en la máquina de papel. Igualmente puede mejorar las características de impresión del papel obtenido.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención es un sistema enzima-mediador donde la enzima es una enzima oxidativa del grupo de las lacasas (EC 1.10.3.2) y el mediador es un compuesto químico que actúa como un intermediario redox en la oxidación enzimática, para el control enzimático de los compuestos lipofílicos responsables de la formación de los denominados depósitos de pitch durante la fabricación de pasta de papel. Los compuestos lipofílicos sobre los que actúa dicho sistema enzima-mediador son todos o algunos de los siguientes compuestos: esteróles libres, esteróles conjugados en forma de esteres y glicósidos, triglicéridos, alcoholes grasos y ácidos resínicos.
La lacasa del sistema enzima-mediador puede ser una enzima de origen vegetal, microbiano o füngico. Ejemplos apropiados de lacasas fúngicas incluyen las lacasas de especies de Aspergillus, Neurospora (p.ej., Neurospora crassά), Podospora, Botrytis, Collybia, Fomes, Lentinus, Pleurotus, Trametes (p.ej., Trametes villosa and Trametes versicolor), Rhizoctonia (p.ej., Rhizoctonia solani), Coprinus (p.ej.., Coprinus cinereus, Coprinus comatus, Coprinus friesii, y Coprinus plicatilis), Psathyrella (p.ej., Psathyrella condelleana), Panaeolus (p.ej.., Panaeolus papilionaceus), Myceliophthora (p.ej., Myceliophthora thermophila), Schytalidium (p .ej., Scytalidium thermophilum), Polyporus (p.ej., Polyporus pinsitus), Phlebia (p.ej., Phlebia radiata), Pycnoporus (p.ej. Pycnoporus cinnabarinus) o Coriolus (p.ej., Coriolus hirsutus). Ejemplos apropiados de lacasas de bacterias incluyen lacasas de especies de Bacillus.
Las enzimas de tipo lacasas preferidas son las obtenidas de cultivos de hongos del grupo de los basidiomicetos ligninolíticos, preferentemente a partir de cepas monocarióticas o dicarióticas de Pycnoporus cinnabarinus o especies próximas. Dichas cepas de Pycnoporus cinnabarinus son seleccionadas por su elevada capacidad para secretar lacasa, por ejemplo Pycnoporus cinnabarinus CECT 24448 (= IJFM A720, de la Colección de Cultivos de Hongos del Centro de Investigaciones Biológicas, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, España). Esta cepa ha sido depositada bajo los términos del Tratado de Budapest en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT), Universidad de Valencia, Edificio de Investigación, Campus de Burjasot, E- 46100 Burjasot, Valencia, España, con fecha de 31 de Octubre de 2001.
La lacasa también puede ser una enzima recombinante, obtenida mediante expresión del gen (o cDNA) de una lacasa de interés utilizando un sistema de expresión adecuado. El mediador redox del sistema enzima-mediador puede ser un compuesto sintético, preferentemente 1 -hidroxibenzotriazol (HBT) u otros compuestos de tipo N-OH, o un mediador natural, preferentemente producido por hongos, o una especie química estructuralmente relacionada con dichos metabolitos fúngicos. Igualmente, el mediador redox puede ser un compuesto natural formado durante la degradación de la lignina, preferentemente ácido 4-hidroxibenzoico, ácido />-cumárico, vainillina, siringaldehído, acetosiringona o diferentes hidroquinonas y especies químicas estructuralmente relacionadas.
Asimismo, otro objeto de la presente invención lo constituye un procedimiento para el control enzimático de los compuestos lipofílicos responsables de la formación de los denominados depósitos de pitch durante la fabricación de pasta de papel (incluyendo esteróles libres, esteróles conjugados en forma de esteres y glicósidos, triglicéridos, alcoholes grasos y ácidos resínicos), que utiliza el sistema enzima-mediador descrito anteriormente. Dicho procedimiento puede aplicarse sobre la pasta de papel (antes o después del blanqueo) o sobre los líquidos de proceso procedentes de la cocción, el lavado o el blanqueo de la pasta de papel, consiguiendo hasta un 100% de eliminación de dichos compuestos lipofílicos, además de eliminar aditivos indeseables, tales como antiespumantes, y tintas de papel reciclado, dando como resultado mejoras tanto en el proceso como en el producto final. Este procedimiento puede utilizarse cuando la pasta de papel procede de madera de frondosas (angiospermas leñosas), incluyendo eucalipto, chopo, álamo, abedul o acacia, en concreto madera proveniente de las especies Eucalyptus globulus, Eucalyptus camaldulensis, Eucalyptus granáis, Populus trémula, Populus tremuloides, Betula péndula, Betula trémula o Acacia mangium. Asimismo, este procedimiento puede utilizarse cuando la pasta de papel procede de madera de coniferas (gimnospermas leñosas), incluyendo especies de los géneros Picea y Pinus, y en concreto Picea abies, Pinus sylvestris, Pinus taeda, Pinus contorta o Pinus virginiana. Igualmente este procedimiento puede utilizarse cuando la pasta de papel procede de plantas herbáceas o arbustivas, incluyendo subproductos agrícolas. Dichas plantas pueden pertenecer tanto al grupo de las dicotiledóneas (incluyendo, entre otras, lino, cáñamo, kenaf, algodón y yute) como al de las monocotiledóneas (incluyendo, entre otras, sisal, abacá, miscanto, esparto, trigo, bambú y bagazo de caña de azúcar). Dentro del grupo de las dicotiledóneas, se incluyen, entre otras, Linum usitatissimum, (lino), Cannabis sativa (cáñamo) Corchorus capsularis y Corchorus olitorius (yute) y en el de las monocotiledóneas se incluyen, entre otras, Agave sisalana (sisal) y Musa textilis (abacá).
El procedimiento, objeto de la presente invención puede ser utilizado cuando la pasta de papel se fabrica mediante los procedimientos de pasteado denominados mecánicos, incluyendo pastas obtenidas mediante molienda de troncos, mediante molienda de astillas en refinadores, y mediante métodos termomecánicos. En estos casos la pasta mecánica se trata con peróxido de hidrógeno, ditionito u otros reactivos para la obtención de papeles blanqueados. Igualmente, dicho procedimiento puede ser utilizado cuando la pasta de papel se fabrica mediante los procedimientos de pasteado denominados químicos, incluyendo cocción kraft, cocción a la sosa (con o sin adición de antraquinona como catalizador) o cocción al sulfito, y mediante una combinación de los procedimientos de pasteado denominados mecánicos y químicos. En estos dos últimos casos la pasta de papel se blanquea por los procedimientos denominados TCF (totalmente libres de cloro), ECF (libres de cloro elemental) u otros. La pasta de papel sobre la que se aplica el presente procedimiento, también puede ser obtenida mediante reciclado de papel viejo, procedente de diferentes materias primas originales.
En una realización particular de la invención el sistema enzima-mediador se aplica durante la fabricación de pasta kraft de madera de Eucalyptus globulus blanqueada mediante procedimientos TCF o ECF.
La aplicación del sistema enzima-mediador utilizado para el control enzimático del pitch se realiza sobre la pasta en distintos momentos del proceso, bien tras la cocción, bien durante el blanqueo o bien al término de éste. La concentración de lacasa aplicada en este procedimiento está comprendida entre 0,01 y 250 U (= Unidades Internacionales, definidas como la cantidad de enzima que oxida 1 μmol/min del ácido 2,2'-azino-bis(3-etilbenzotiazolin-6 sulfónico), ABTS) por gramo de pasta, y preferentemente entre 0,01 y 200; 0,01 y 150; 0,01 y 100; o entre 0,01 y 50 U/g de pasta. Más preferentemente la lacasa se usa en una concentración entre 0,1 y 100; 0,1 y 75; 0,1 y 50; o entre 0,1- 25 U/g de pasta. Mientras que el mediador se aplica a una concentración entre 0,1% a 10% (p/p, respecto a peso seco de pasta), más preferentemente en una concentración de 0.1% a 8%; 0,1% a 6%; 0,1% a 5%; 0,1% a 4%; o más preferentemente a una concentración de 1% a 3% (p/p, respecto a peso seco de pasta). Asimismo, la aplicación del sistema enzima-mediador puede realizarse sobre los líquidos de proceso procedentes de la cocción, el lavado de la pasta, o el blanqueo de la misma. En este caso, la lacasa puede ser aplicada en forma libre o inmovilizada en un soporte adecuado, a una concentración comprendida entre 0,1-1000 U/1 de líquido de proceso, preferentemente entre 0,1 y 800 U/1; entre 0,1 y 600 U/1; entre 0,1 y 400 U/1; entre 0,1 y 200 U/1; o entre 0,1 y 100 U/1. El mediador se aplica a una concentración comprendida entre 0,1 g/1 y 10 g/1, preferentemente a una concentración de 0,1 a 8, 6, 5 o 4 g/1; más preferentemente en una concentración de 1 g/1 a 3 g/1.
La temperatura de aplicación del sistema enzima-mediador está comprendida entre 4°C y 900C, entre 4°C y 85, 80, 75, 70 o 65°C; preferentemente entre 10 y 900C, entre 20 y 900C, más preferentemente de 300C a 600C, el pH entre 3 y 9, y más preferentemente entre 3,5 y 6,5, y con una duración entre 10 minutos y 24 horas, y más preferentemente entre 30 minutos y 6 horas. El sistema lacasa-mediador puede usarse para el control del pitch también en combinación con otras enzimas, más específicamente en combinación con lipoxigenasas que oxidan lípidos insaturados generando radicales lipídicos, y lipasas que hidrolizan triglicéridos y otros esteres de ácidos grasos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Las siguientes seis Figuras ilustran los tres Ejemplos presentados a continuación. Figura 1. Cromatogramas obtenidos mediante el análisis por cromatografía de gases de los extractos lipofílicos silanizados de una pasta kraft de eucalipto {Eucalyptus globulus) control (A) y de dicha pasta tras tratamiento con lacasa en presencia del mediador HBT (B).
Figura 2. Imágenes de microscopía electrónica de barrido de baja temperatura (crio- SEM) de una pasta kraft de eucalipto {Eucalyptus globulus) control (A) y de dicha pasta tras tratamiento con lacasa en presencia del mediador HBT (B). Las barras corresponden a 200 μm.
Figura 3. Imágenes de microscopía de fluorescencia (izda.) y los correspondientes controles en contraste de fases (dcha.) de una pasta kraft de eucalipto {Eucalyptus globulus) control (A y B) y de dicha pasta tras tratamiento con lacasa en presencia del mediador HBT (C y D). Figura 4. Cromatogramas obtenidos tras análisis por cromatografía de gases de los extractos lipofílicos silanizados de la pasta de Picea abies control (A) y de dicha pasta tras tratamiento con lacasa en presencia del mediador HBT (B). Figura 5. Cromatogramas obtenidos tras análisis por cromatografía de gases de los extractos lipofílicos silanizados de la pasta de lino control (A) y de dicha pasta tras tratamiento enzimático con lacasa en presencia del mediador HBT (B).
Figura 6. Cromatogramas obtenidos mediante el análisis por cromatografía de gases de los extractos lipofílicos silanizados de una pasta kraft de eucalipto {Eucalyptus globulus) después del tratamiento con lacasa en presencia de siringaldehído como mediador y posterior blanqueo con peróxido de hidrógeno (B) y el correspondiente control sin lacasa ni mediador (A). DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención es el control enzimático de los depósitos de pitch mediante el uso de enzimas oxidativas del grupo de las lacasas (EC 1.10.3.2; también llamadas fenoloxidasas) en presencia de mediadores redox como el 1- hidroxibenzotriazol (HBT) que aumentan la eficacia de la enzima, durante los procesos de fabricación de pasta de papel en los que la madera utilizada como materia prima es madera de frondosas (angiospermas leñosas), en particular especies de eucalipto, chopo, álamo, abedul o acacia y más en particular de Eucalyptus globulus, Eucalyptus camaldulensis, Eucalyptus granáis, Populus trémula, Populus tremuloides, Betula péndula, Betula trémula y Acacia mangium. Asimismo puede aplicarse el procedimiento de la invención cuando la materia prima utilizada es madera de coniferas (gimnospermas leñosas), en particular especies de pino o Picea y más en particular de Pinus sylvestris, Pinus taeda, Pinus contorta, Pinus virginiana, o Picea abies. También puede aplicarse esta invención cuando la materia prima utilizada procede de diferentes plantas herbáceas o arbustivas, que incluyen tanto especies del grupo de las dicotiledóneas, entre otras lino (Linum usitatissimum), cáñamo (Cannabis sativa), kenaf (Hibiscus cannabinus), algodón (Gossypium spp) y yute (Corchous spp), como de las monocotiledóneas, entre otras sisal (Agave sisalana), miscanto (Miscanthus sinensis), abacá (Musa textilis), esparto (Stipa tenacissimd), curauá (Ananas erectifolius), bambú (Bambusa sp.) y bagazo de caña de azúcar (Saccharum officinarum), así como diferentes subproductos agrícolas. Asimismo, esta invención puede aplicarse cuando la materia prima utilizada es papel viejo o reciclado. En este caso, además de la eliminación de los compuestos que forman los depósitos de pitch, será posible contribuir a la eliminación de tintas, aditivos y otros compuestos indeseables presentes en la pasta de papel reciclado.
El sistema lacasa mediador para el control del pitch es aplicable cuando la pasta de papel se fabrica mediante los diversos procedimientos de pasteado: mecánicos (incluyendo molienda de troncos, molienda de astillas en refinadores y métodos termomecánicos), químicos, incluyendo cocción kraft, cocción a la sosa (con o sin adición de antraquinona como catalizador) y cocción al sulfito, o combinaciones de métodos mecánicos y químicos. Es asimismo compatible con los diversos métodos de blanqueo incluyendo secuencias ECF (libres de cloro elemental) y TCF (totalmente libres de cloro). En la presente invención se puede utilizar cualquier enzima pudiendo ser una lacasa de origen vegetal, microbiano o fúngico, específicamente una lacasa obtenida de cultivos de hongos del grupo de los basidiomicetos ligninolíticos, y más específicamente a partir de cepas monocarióticas o dicarióticas de Pycnoporus cinnabarinus y especies próximas seleccionadas por su elevada capacidad para secretar lacasa, incluyendo Pycnoporus cinnabarinus CECT 24448 (= IJFM A720) entre otras. También se puede utilizar una enzima recombinante obtenida mediante expresión del gen (o cDNA) que codifica una lacasa de interés utilizando un sistema de expresión heteróloga adecuado. El tratamiento enzimático se realiza en presencia de mediadores redox. Los mediadores a utilizar durante el tratamiento pueden ser compuestos sintéticos como el HBT u otros de tipo N-OH, o compuestos naturales sintetizados por hongos como el ácido 4-hidroxiantranílico entre otros, o especies químicas estructuralmente relacionadas, o compuestos naturales formados durante la degradación de la lignina, como ácido 4-hidroxibenzoico, ácido /7-cumárico, siringaldehído, vainillina, acetosiringona, o diferentes hidroquinonas y especies químicas estructuralmente relacionadas.
El tratamiento con el sistema lacasa-mediador se aplica a la pasta después de la cocción, durante el blanqueo, o al término de éste, a una temperatura comprendida entre 4°C y 900C, preferentemente entre 300C y 600C, y un pH entre 3 y 9, preferentemente entre 3,5 y 6,5 por un tiempo entre 10 minutos y 24 horas, preferentemente entre 30 minutos y 6 horas. La concentración de lacasa está comprendida entre 0,01 y 250 U/g de pasta, preferentemente entre 0,1 y 25 U/g de pasta, y la concentración de mediador está comprendida entre 0.1% y 10% (referida a peso seco de pasta), preferentemente entre 1% y 3%, consiguiéndose una eliminación de compuestos lipofílicos, estimada por cromatografía de gases con detector de llama y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas, de hasta el 100% de esteróles libres, esteres de esteróles, glucósidos de esteróles, ácidos resínicos, triglicéridos y otros extraíbles lipofílicos. Otras condiciones preferidas son las arriba mencionadas (en la sección de explicación de la invención). Las unidades y dosis son también los definidos anteriormente.
Cuando el procedimiento se aplica a los líquidos de proceso procedentes de la cocción, el lavado de la pasta o el blanqueo de la misma, el tratamiento enzimático se aplica igualmente a una temperatura comprendida entre 4°C y 900C, preferentemente entre 30°C y 600C, y un pH entre 3 y 9, preferentemente entre 3,5 y 6,5 por un tiempo entre 10 minutos y 24 horas, preferentemente entre 30 minutos y 6 horas. La concentración de lacasa está comprendida entre 0,1-1000 U/1 de líquido de proceso, preferentemente con la enzima inmovilizada sobre un soporte adecuado, y la concentración de mediador está comprendida entre 0,1-10 g/1, preferentemente entre 1-3 g/1, consiguiéndose una eliminación de los esteróles, esteres de esteróles, glucósidos de esteróles, ácidos resínicos, triglicéridos y otros extraíbles lipofílicos de hasta el 100%. Otras condiciones preferidas son las arriba mencionadas en la sección de la explicación de la invención. El porcentaje de eliminación enzimática de compuestos lipofílicos se determina por cromatografía de gases de los extractos de las pastas tratadas y los líquidos de tratamiento. Este procedimiento incluye las siguientes fases: i) la pasta tratada con enzima-mediador (y una muestra no tratada, como control) es filtrada, secada y extraída con acetona en un Soxhlet durante 8 h; ii) los líquidos de filtrado son extraídos en un embudo de decantación con metil-tert-butil éter; iii) todos los extractos se evaporan a sequedad y se redisuelven en cloroformo para el análisis de la fracción lipofílica por cromatografía de gases y cromatografía de gases/espectrometría de masas, tras derivatización con bis(trimetilsilil)trifluoroacetamida (BSTFA) cuando es necesario.
MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, los cuales no pretenden ser limitativos de su alcance.
Ejemplo 1. Tratamiento de pasta kraft de eucalipto con lacasa (de Pycnoporus cinnabarinus) y HBT (1-hidroxibenzotriazol)
Para comprobar la efectividad del tratamiento de la pasta de eucalipto con el sistema lacasa-mediador en la eliminación de los compuestos responsables de la formación de depósitos de pitch, se utilizó pasta kraft de eucalipto {Eucalyptus globulus) que contiene esteróles libres, esteres de esteróles y glucósidos de esteróles. La lacasa utilizada en este y en los siguientes ejemplos se obtuvo en fermentadores de 1 m con cultivos de una cepa de Pycnoporus cinnabarinus productora de lacasa, como CECT 24448 (= IJFM A720), crecida según describen Herpoél et al. (Herpoél et al. 2000, Selection of Pycnoporus cinnabarinus strain for lacease production, FEM Microbiol. Lett. 183: 301-306). Una unidad de actividad lacasa se definió como la cantidad de enzima que oxida un μmol/min del ácido 2,2'-azino-bis(3-etilbenzotiazolin- 6-sulfónico) (ABTS) al correspondiente radical catiónico, a 24°C.
Partimos de una pasta inicial cruda con un índice kappa 14. Esta pasta se sometió a una etapa de doble oxígeno en la que se usó una presión de 6 kg/cm2 de oxígeno en condiciones alcalinas. Esta pasta a se sometió continuación a la etapa de tratamiento con lacasa-mediador. Para ello, 200 g (peso seco) de pasta deslignificada con oxígeno, a una consistencia del 10%, se trataron en un reactor de 4-litros con 20 U de lacasa/g de pasta, 4000 U/reactor (82 mi de lacasa con actividad de 50 U/ml de crudo) a 500C y pH 4, durante 120 minutos en presencia de HBT al 1.5% (p/p), con una agitación de 1 minuto cada 10 minutos (a 60 rpm). Para identificar mejor los resultados del tratamiento con lacasa-mediador, se aplicó una segunda secuencia incluyendo una etapa control en las mismas condiciones pero sin adición de lacasa ni mediador (llamada etapa "a" debido a que se realizó en condiciones acidas suaves, a pH 4). Las pastas tratadas enzimáticamente así como los correspondientes controles se filtraron, secaron y extrajeron en Soxhlet con acetona durante 8 h. Asimismo, los líquidos obtenidos tras el filtrado de las pastas tratadas enzimáticamente así como los correspondientes controles se extrajeron con metil-tert-butil-éter. La fracción extraíble de pastas y líquidos se secó con nitrógeno y los compuestos solubles en cloroformo se analizaron y cuantificaron por cromatografía de gases y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas previa derivatización con bis- trimetilsililtrifluoroacetamida (BSTFA) en presencia de piridina. Los compuestos lipofílicos se analizaron en un cromatógrafo Agilent Technologies 6890N Network GC system, equipado con un detector de llama y una columna capilar de sílice de 5 m x 0,25 mm y 0,1 μm de espesor de película (DB-5HT de J & W Scientific) utilizando helio como gas portador. Las temperaturas del inyector y el detector fueron de 3000C y 3500C respectivamente. El horno se programó de 1000C (1 minuto) a 3500C (3 minutos) a 15°C /minuto. El análisis por cromatografía de gases-espectrometría de masas se llevó a cabo en un equipo Varían Saturn 2000 con detector de trampa de iones, usando una columna capilar de sílice de 12 m x 0,25 mm y 0,1 μm de espesor de película (DB-5HT de J & W Scientific) y utilizando helio como gas portador. Los diversos compuestos se cuantificaron utilizando una curva de calibración realizada con mezclas de patrones (los coeficientes de correlación fueron mayores del 99%). En la Figura 1 se muestra el análisis por cromatografía de gases del extracto lipofílico de la pasta kraft de eucalipto control (A) y del extracto de la pasta kraft de eucalipto tratada con lacasa en presencia de HBT (B). Dicho análisis pone de manifiesto que el tratamiento con lacasa-HBT elimina totalmente tanto los esteróles libres como los esteres de esteróles y glucósidos de esteróles presentes en la pasta de eucalipto.
Estos compuestos son los principales responsables de la formación de depósitos depitch durante el proceso de producción de pasta de papel a partir de madera de eucalipto y se encuentran en gran proporción en las pastas crudas y blanqueadas con secuencias TCF.
La pasta tratada y la pasta control se examinaron mediante microscopía electrónica de barrido a baja temperatura, así como mediante microscopía de fluorescencia tras tinción con filipina, que reacciona específicamente con el sitosterol formando complejos fluorescentes. En el primer caso se observó la desaparición del material depositado entre las fibras (una parte del cual probablemente corresponde a depósitos de pitch) tras tratamiento con el sistema lacasa-mediador (Figura 2). En el segundo caso, la tinción del sitosterol con filipina mostró una importante eliminación de este compuesto (especialmente abundante en las células de los radios parenquimáticos presentes en la pasta) tras el tratamiento con el sistema lacasa-mediador (Figura 3).
Ejemplo 2. Tratamiento de pasta termomecánica de Picea con lacasa (de Pycnoporus cinnabarinus) y HBT (1-hidroxibenzotriazol)
Para comprobar la efectividad del tratamiento con lacasa-mediador para la eliminación de los compuestos responsables de la formación de depósitos de pitch en la fabricación de pasta de Picea, se trató pasta termomecánica de Picea abies, con un alto contenido en triglicéridos, esteres de esteróles, ácidos resínicos y ácidos grasos. 10 g de pasta cruda de Picea (obtenida tras el primer refino) con una consistencia del
10% se trataron durante 2 h a 500C con 20 U de lacasa/g de pasta en presencia del mediador HBT al 1.5% (p/p) utilizando tampón tartrato 50 mM, pH 4, bajo una corriente húmeda de oxígeno. Simultáneamente se realizaron controles sin enzima en las mismas condiciones. Las pastas tratadas enzimáticamente, así como los controles se secaron y extrajeron en Soxhlet con acetona durante 8 h. La fracción extraíble se secó y los compuestos solubles en cloroformo se analizaron y cuantificaron por cromatografía de gases y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas según las condiciones detalladas en el Ejemplo 1. En la Figura 4 se muestran los cromatogramas obtenidos tras análisis por cromatografía de gases de los extractos lipofílicos de la pasta termomecáncia de Picea abies control (A) y de dicha pasta tras tratamiento con lacasa en presencia de HBT (B). Dicho análisis pone de manifiesto que el tratamiento de la pasta termomecánica de Picea con la lacasa-HBT reduce los triglicéridos (en un 90 %), esteres de esteróles (en un 80%), esteróles libres (en un 90%), ácidos resínicos y ácidos grasos (en un 90%) presentes en la pasta de Picea. Estos compuestos son los principales responsables de la formación de depósitos de pitch durante el proceso de producción de pasta de papel a partir de madera de Picea.
Ejemplo 3. Tratamiento de pasta sosa-antraquinona de lino con lacasa (de Pycnoporus cinnabarinus) y HBT (1-hidroxibenzotriazol)
Para comprobar la efectividad del tratamiento de la pasta de lino con el sistema lacasa- mediador en la eliminación de los compuestos responsables de la formación de depósitos de pitch, se utilizó pasta sosa-antraquinona de Linum usitatissimum que contiene alcoholes grasos, esteróles libres, y glucósidos de esteróles.
40 g de pasta cruda de lino (índice kappa 11) se trataron al 3% de consistencia durante 24 h a 300C con 20 U de lacasa/g de pasta en presencia del mediador HBT al 3% (p/p) en tampón tartrato 50 mM, pH 4, y en presencia de Tween 80 al 0,05 % en un reactor con oxígeno presurizado (6 bar). Las pastas tratadas enzimáticamente, así como los correspondientes controles se secaron y extrajeron en Soxhlet con acetona durante 8 h. La fracción extraíble se secó y los compuestos solubles en cloroformo se analizaron y cuantificaron por cromatografía de gases y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas según las condiciones detalladas en el Ejemplo 1. En la Figura 5 se muestra el análisis por cromatografía de gases del extracto lipofílico de la pasta de lino control (A) y de dicha pasta tras tratamiento enzimático con lacasa en presencia de HBT (B). Dicho análisis muestra que el tratamiento de la pasta sosa-antraquinona de lino con la lacasa-HBT reduce los alcoholes grasos (en un 80%), esteróles libres (en un 100%) y glucósidos de esteróles (en un 90%) presentes en dicha pasta. Estos compuestos son los principales responsables de la formación de depósitos de pitch durante el proceso de producción de pasta de papel a partir de fibra de lino. Puede observarse cómo el antiespumante que aparece en la pasta control, y es también causante de la formación de depósitos de pitch, se elimina casi completamente tras el tratamiento enzimático con lacasa-HBT.
Ejemplo 4. Tratamiento de pasta kraft de eucalipto con lacasa (de Pycnoporus cinnabarinus) y siringaldchído (4-hidroxi-3,5-dimctoxibcnzaldchído)
Para comprobar la efectividad del sistema lacasa-mediador, utilizando un compuesto natural (formado durante la degradación de la lignina) como mediador redox, para la eliminación de los compuestos responsables de la formación de depósitos de pitch durante la fabricación de pasta de eucalipto, se utilizó pasta kraft de Eucalyptus globulus, que contiene esteróles libres, esteres de esteróles y glucósidos de esteróles.
Partimos de una pasta inicial cruda con un índice kappa 15.8. Esta pasta (10 g) se sometió a un tratamiento con lacasa-mediador a presión atmosférica con burbujeo de oxígeno. El tratamiento se llevó a cabo utilizando lacasa (20 U de lacasa/g de pasta) en presencia de siringaldehído (6.75 mM) como mediador, a pH 4, durante 12 h a 500C, a una consistencia del 3% y con una agitación de 170 rpm. La pasta tratada enzimáticamente fue posteriormente sometida a una etapa de blanqueo con peróxido de hidrógeno en condiciones alcalinas. Simultáneamente se realizaron controles sin enzima ni mediador en las mismas condiciones.
Las pastas tratadas enzimáticamente y estas mismas pastas tras blanqueo con peróxido de hidrógeno, así como los correspondientes controles se filtraron, secaron y extrajeron en Soxhlet con acetona durante 8 h. Asimismo, los líquidos obtenidos tras el filtrado de las pastas tratadas enzimáticamente así como los correspondientes controles se extrajeron con metil-tert-butil-éter. La fracción extraíble de pastas y líquidos se secó con nitrógeno y los compuestos solubles en cloroformo se analizaron y cuantificaron por cromatografía de gases y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas según las condiciones detalladas en el Ejemplo 1.
En la Figura 6 se muestra el análisis por cromatografía de gases del extracto lipofílico de la pasta control (pasta kraft de eucalipto) tras blanqueo con peróxido de hidrógeno (A) y del extracto de la pasta kraft de eucalipto tratada enzimáticamente (con lacasa en presencia de siringaldehído) tras blanqueo con peróxido de hidrógeno (B). Dicho análisis pone de manifiesto que el tratamiento con lacasa-siringaldehído (seguido de una etapa de peróxido) elimina totalmente tanto los esteróles libres (91%) como los esteres de esteróles (100%) y glucósidos de esteróles (93%) presentes en la pasta de eucalipto. Estos compuestos son los principales responsables de la formación de depósitos de pitch durante el proceso de producción de pasta de papel a partir de madera de eucalipto y se encuentran en gran proporción en las pastas crudas y blanqueadas con secuencias TCF.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Sistema enzima-mediador caracterizado porque la enzima es una enzima oxidativa del grupo de las lacasas (EC 1.10.3.2), y el mediador es un compuesto químico que actúa como intermediario redox en la oxidación enzimática, para el control enzimático de los compuestos lipofílicos responsables de la formación de los denominados depósitos de pitch durante la fabricación de pasta de papel.
2. Sistema enzima-mediador según la reivindicación 1 caracterizado porque los compuestos lipofílicos sobre los que actúa son extraíbles con solventes orgánicos tales como tolueno -etanol, diclorometano y acetona.
3. Sistema enzima-mediador según la reivindicación 2 caracterizado porque los compuestos extraíbles lipofílicos sobre los que actúa son todos o algunos de los siguientes compuestos: esteróles libres, esteróles conjugados en forma de esteres y glicósidos, triglicéridos, alcoholes grasos y ácidos resínicos.
4. Un sistema enzima-mediador según la reivindicación 3 caracterizado porque los esteróles sobre los que actúa son sitosterol libre, esteres de sitosterol, como oleato o linoleato de sitosterol, o sitosteril 3 β-D-glucopiranósido.
5. Un sistema enzima-mediador según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la lacasa es obtenible de cultivos de hongos del grupo de los basidiomicetos ligninolíticos, preferentemente a partir de cepas monocarióticas o dicarióticas de Pycnoporus cinnabarinus o especies próximas.
6. Un sistema enzima-mediador según la reivindicación 5, caracterizado porque la lacasa es obtenible de Pycnoporus cinnabarinus CECT 24448.
7. Un sistema enzima-mediador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el mediador redox es un compuesto sintético, preferentemente 1- hidroxibenzotriazol (HBT) u otros compuestos de tipo N-OH.
8. Un sistema enzima-mediador según cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 6 caracterizado porque el mediador redox es un mediador natural, preferentemente producido por hongos, o una especie química estructuralmente relacionada.
9. Un sistema enzima-mediador según cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 6 caracterizado porque el mediador redox es un compuesto natural formado durante la degradación de la lignina, preferentemente ácido 4-hidroxibenzoico, ácido />-cumárico, siringaldehído, vainillina, acetosiringona, o diferentes hidroquinonas y especies químicas estructuralmente relacionadas.
10. Procedimiento para el control enzimático de los compuestos lipofílicos responsables de la formación de los denominados depósitos de pitch durante la fabricación de pasta de papel caracterizado porque utiliza un sistema enzima-mediador según cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 9.
11. Procedimiento según la reivindicación 10 caracterizado porque el sistema enzima- mediador se aplica sobre la pasta de papel (antes o después del blanqueo) o sobre los líquidos de proceso procedentes de la cocción, el lavado o el blanqueo de la pasta de papel.
12. Procedimiento según las reivindicaciones 10 y 11 caracterizado porque al menos el 20%, preferentemente al menos el 30%, el 40%, el 50%, el 60%, el 70%, o al menos el 90% de los compuestos lipofílicos responsables de la formación de los denominados depósitos de pitch se eliminan de la pasta de papel o de los líquidos resultantes del proceso.
13. Procedimiento según la reivindicación 12 caracterizado porque los compuestos lipofílicos responsables de la formación de los denominados depósitos de pitch son compuestos lipofílicos extraíbles con disolventes orgánicos, tales como tolueno-etanol, diclorometano y acetona; preferentemente todos o algunos de los siguientes compuestos: esteróles libres, esteróles conjugados en forma de esteres y glicósidos, triglicéridos, alcoholes grasos y ácidos resínicos, más preferentemente sitosterol libre, esteres de sitosterol y sitosteril 3β-D-glucopiranósido.
14. Procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 13 caracterizado porque elimina aditivos indeseables, tales como antiespumantes, y tintas de papel reciclado.
15. Procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 14 caracterizado porque la madera utilizada como materia prima para la fabricación de pasta de papel es madera de frondosas (angiospermas leñosas).
16. El procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque la madera utilizada como materia prima para la fabricación de pasta de papel es madera de especies de eucalipto, chopo, álamo, abedul o acacia.
17. El procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque la madera utilizada como materia prima para la fabricación de pasta de papel pertenece a las especies Eucalyptus globulus, Eucalyptus camaldulensis, Eucalyptus granáis, Populus trémula, Populus tremuloides, B etula péndula, Betula trémula o Acacia mangium.
18. El procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 14 caracterizado porque la madera utilizada como materia prima para la fabricación de pasta de papel es madera de coniferas (gimnospermas leñosas).
19. El procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque la madera utilizada como materia prima para la fabricación de pasta de papel es madera de especies de los géneros Picea o Pinus.
20. El procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque la madera utilizada como materia prima para la fabricación de pasta de papel pertenece a las especies Picea abies, Pinus sylvestris, Pinus taeda, Pinus contorta o Pinus virginiana.
21. El procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 14 caracterizado porque la materia prima utilizada para la fabricación de pasta de papel procede de plantas herbáceas o arbustivas, incluyendo subproductos agrícolas.
22. El procedimiento según la reivindicación 21 caracterizado porque la materia prima utilizada para la fabricación de pasta de papel procede tanto de plantas del grupo de las dicotiledóneas (incluyendo, entre otras, lino, cáñamo, kenaf, algodón y yute) como de las monocotiledóneas (incluyendo, entre otras, sisal, abacá, miscanto, esparto, trigo, bambú y bagazo de caña de azúcar).
23. El procedimiento según la reivindicación 22 caracterizado porque la materia prima utilizada para la fabricación de pasta de papel procede tanto de plantas del grupo de las dicotiledóneas, incluyendo, entre otras, Linum usitatissimum, (lino), Cannabis sativa (cáñamo), Corchorus capsularis y Corchorus olitorius (yute) y de las monocotiledóneas incluyendo, entre otras, Agave sisalana (sisal) y Musa textilis (abacá).
24. El procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 23, caracterizado porque la pasta de papel se fabrica mediante los procedimientos de pasteado denominados mecánicos, incluyendo pastas obtenidas mediante molienda de troncos, mediante molienda de astillas en refinadores, y mediante métodos termomecánicos.
25. El procedimiento según la reivindicación 24 caracterizado porque la pasta mecánica se trata con peróxido de hidrógeno, ditionito u otros reactivos para la obtención de papeles blanqueados.
26. El procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 23, caracterizado porque la pasta de papel se fabrica mediante los procedimientos de pasteado denominados químicos, incluyendo cocción kraft, cocción a la sosa (con o sin adición de antraquinona como catalizador) o cocción al sulfito.
27. El procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 23, caracterizado porque la pasta de papel se fabrica mediante una combinación de los procedimientos de pasteado denominados mecánicos y químicos.
28. El procedimiento según las reivindicaciones 26 y 27 caracterizado porque la pasta de papel se blanquea por los procedimientos denominados TCF (totalmente libres de cloro), ECF (libres de cloro elemental) u otros.
29. El procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 14, caracterizado porque la pasta de papel se obtiene mediante reciclado de papel viejo, procedente de diferentes materias primas originales.
30. El procedimiento según las reivindicaciones 17, 26 y 28 caracterizado porque el control enzimático de los depósitos depitch se aplica durante la fabricación de pasta kraft de madera de Eucalyptus globulus blanqueada mediante procedimientos ECF o TCF.
31. El procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 30, caracterizado porque el sistema enzima-mediador utilizado para el control enzimático del pitch se aplica a la pasta tras la cocción, durante el blanqueo o al término de éste.
32. El procedimiento según la reivindicación 31, caracterizado porque la lacasa se aplica a una concentración comprendida entre 0,01 y 250 U/g de pasta, y preferentemente entre 0,1- 25 U/g de pasta.
33. El procedimiento según la reivindicación 31, caracterizado porque los mediadores redox se aplican a una concentración de 0,1% a 10% (respecto a peso seco de pasta) y preferentemente a una concentración de 1% a 3% (respecto a peso seco de pasta).
34. El procedimiento según las reivindicaciones de la 10 a la 30, caracterizado porque el sistema enzima-mediador utilizado para el control enzimático del pitch se aplica a los líquidos de proceso procedentes de la cocción, el lavado de la pasta, o el blanqueo de la misma.
35. Procedimiento según la reivindicación 34 caracterizado porque la lacasa del sistema enzima-mediador puede aplicarse en forma libre o inmovilizada en un soporte adecuado.
36. El procedimiento según la reivindicación 34 caracterizado porque la lacasa se aplica preferentemente a una concentración comprendida entre 0,1 -1000 U/1 de líquido de proceso.
37. El procedimiento según la reivindicación 34, caracterizado porque los mediadores redox utilizados conjuntamente con la lacasa se aplican a una concentración de 0,1 g/1 a 10 g/1 y preferentemente a una concentración de 1 g/1 a 3 g/1.
38. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10-37 caracterizado porque el sistema enzima-mediador se aplica a una temperatura comprendida entre 4°C y 900C, y más preferentemente de 300C a 600C.
39. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10-37 caracterizado porque el tratamiento utilizado para el control enzimático delpitch se aplica a un pH entre 3 y 9, y más preferentemente entre 3,5 y 6,5.
40. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 10-37, caracterizado porque el tratamiento utilizado para el control enzimático del pitch se aplica durante un tiempo entre 10 minutos y 24 horas, y más preferentemente entre 30 minutos y 6 horas.
41. El uso del sistema enzima-mediador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para el control del pitch.
42. El uso de la reivindicación 41, en combinación con una lipasa y/o una lipoxigenasa.
43. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 10-40 que incluya una etapa posterior de tratamiento de la pasta con una lipasa y/o una lipoxigenasa.
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