MX2012011703A

MX2012011703A - Procesos de fabricacion de papel y sistemas que usan una combinacion de enzima y coagulante cationico.

Info

Publication number: MX2012011703A
Application number: MX2012011703A
Authority: MX
Inventors: Rosa M Covarrubias; Weiping Ban; Gary Headrick
Original assignee: Buckman Labor Inc
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2012-11-06
Also published as: AU2011239595B2; JP5831994B2; US20110253333A1; US8454798B2; CA2796258A1; CN102985613A; AU2011239595A1; CN102985613B; ES2603398T3; WO2011130503A4; EP2558640A4; JP2013527885A; ZA201207192B; WO2011130503A2; CA2796258C; WO2011130503A3; BR112012026155A2; PT2558640T; BR112012026155B1; NZ602637A

Abstract

Se describe un método para fabricar papel o cartón al aplicar una composición que contiene enzima y coagulante catiónico a la pulpa de fabricación de papel antes de la formación de papel para mejorar de preferencia el drenaje, retención o ambos. Las hojas de pulpa de las cuales se hacen los productos de papel o cartón con el método pueden exhibir excelente drenaje, excelente retención de finos de pulpa, o ambos. El método también se puede aplicar a otros tratamientos de pulpa, tales como tratamientos de agua residual. También se proporciona un sistema para hacer tales tratamientos de la pasta de papel.

Description

PROCESOS DE FABRICACIÓN DE PAPEL Y SISTEMA QUE USAN UNA COMBINACIÓN DE ENZIMA Y COAGULANTE CATIÓ ICO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta solicitud reclama el beneficio bajo 35 U.S.C. §119 (e) de la Solicitud de Patente Provisional Norteamericana previa No. 61/324,499, presentada el 15 Abril del 2010, que se incorpora en su totalidad por referencia en la presente.

La presente invención se relaciona a procesos de fabricación de papel y sistema para los procesos. Más particularmente, la presente invención se relaciona a un proceso de fabricación de papel y sistema que usa una combinación de enzima y coagulante catiónico para mejorar el drenaje y/o retención de la pulpa celulósica.

Los procesos de fabricación de papel convencionales generalmente incluyen las siguientes etapas: (1) formación de una suspensión acuosa de fibras celulósicas, comúnmente conocida como pulpa; (2) adición de varios materiales de procesamiento y mejoradores de papel, tales como materiales de consolidación, retención, auxiliares de drenaje y/o aprestación, u otros aditivos funcionales; (3) formación en hojas y secado de las fibras para formar una cinta celulósica deseada; y (4) post-tratamiento de la cinta para proporcionar varias características deseadas al papel resultante, tal como aplicación en superficie de materiales de aprestación, y los similares. Algunas enzimas de celulasa se pueden utilizar para tratar la fibra celulósica y mejorar el drenaje de la pasta de suspensión de fibra. Sin embargo, la utilización de enzima ha requerido un proceso de pretratamiento adicional de calentamiento de la pulpa celulósica, tal como el precalentamiento de la pulpa a aproximadamente 50°C durante aproximadamente 30-120 minutos antes de la adición de la enzima. Se requiere consumo de energía adicional e instalación de equipo para tales operaciones de precalentamiento para la utilización de enzima. Además, las enzimas pueden ser costosas, y la aplicación de enzima para la fabricación de papel daría por resultado incrementos significantes en el costo de producción.

Los presentes investigadores han visto una necesidad por aditivos útiles en el procesamiento de fabricación de papel que puedan producir papel con drenaje y retención mejorados de la pulpa celulósica en maneras reducidas en costo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una característica de la presente invención es proporcionar un método de fabricación de papel con drenaje y/o retención mejorados de la pulpa celulósica.

Otra característica de la presente invención es proporcionar un método de fabricación de papel que use enzimas sin requerir tratamientos de precalentamiento de la pulpa para obtener drenaje y retención mejorados de la pulpa celulósica.

Una característica adicional de la presente invención es proporcionar un sistema de fabricación de papel funcionable para usar enzimas sin requerir equipo de pretratamiento de pulpa para obtener drenaje y/o retención mejorados de la pulpa celulósica.

Características y ventajas adicionales de la presente invención serán expuestas en parte de la descripción que sigue, y en parte será evidente a partir de la descripción, o se pueden aprender por la práctica de la presente invención. Los objetivos y otras ventajas de la presente invención serán realizados y obtenidos por medio de los elementos y combinaciones particularmente indicados en la descripción escrita y en las reivindicaciones adjuntas.

Para lograr estas y otras ventajas y de acuerdo con los propósitos de la presente invención, como es incorporada y ampliamente descrita en la presente, la presente invención se relaciona a un método de fabricación de papel o cartón. El método incluye la aplicación de una composición que contiene por lo menos una enzima y por lo menos un coagulante catiónico a una pulpa de fabricación de papel para formar una pulpa tratada. La enzima y el coagulante catiónico se pueden aplicar a una pulpa de fabricación de papel al mismo tiempo como una pre-mezcla o como componentes adicionados por separado. La enzima y el coagulante catiónico, como otra opción, se pueden adicionar secuencialmente dentro de un período de tiempo bastante corto para permitir que los componentes interactúen en combinación con la pulpa. La pulpa tratada también se puede tratar adicionalmente con por lo menos un floculante. La pulpa tratada resultante luego se forma en una hoja de pulpa, que puede tener propiedades mejoradas de drenaje y/o retención comparadas con los tratamientos convencionales que no utilizan una composición que tiene la combinación de enzima y coagulante catiónico.

La presente invención también se relaciona a un sistema de fabricación de papel para llevar a cabo los métodos, tal como es descrito en lo anterior. El sistema puede incluir un suministro de pulpa de fabricación de papel, una unidad de procesamiento para formar la pulpa en un papel o cartón que tiene por lo menos una criba para recolectar la pulpa y una unidad de procesamiento de formación de hoja de papel que recibe la pulpa desde la criba, un suministro de una composición que tiene por lo menos una dispersión acuosa de por lo menos una enzima y por lo menos un coagulante catiónico y un dispositivo de alimentación para alimentar la composición a la pulpa para la aplicación a la misma antes de la formación del papel, y un suministro de por lo menos un floculante y un dispositivo de alimentación para alimentar el floculante a la pulpa tratada corriente abajo de donde se aplica la composición de enzima y coagulante catiónico a la pulpa, y un silo de agua blanca para la recirculación de agua blanca .

Aunque ilustrado para el procesamiento de fabricación de papel, el uso de la combinación de enzima y coagulante catiónico también se puede relacionar con su aplicación para otro material contenido con fibra celulósica para la eliminación de agua aumentada en otras diversas industrias, tales como tratamientos de agua residual. La presente invención puede relacionarse, por ejemplo, a un método para tratar pulpa celulósica que comprende la aplicación de una composición que comprende enzima y coagulante catiónico a una pulpa celulósica dispersada o de otra manera contenida en un medio liquido para formar una pulpa tratada, y opcionalmente la eliminación de agua de la pulpa tratada.

Se va a entender que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son ejemplares y explicativas solamente y se proponen únicamente para proporcionar una explicación adicional de la presente invención, como es reclamada.

Como se utiliza en la presente, "coagulante" se refiere a un material que puede crear partículas más grandes al neutralizar las cargas eléctricas que circundan las partículas pequeñas en solución, por ejemplo, neutralizar las cargas eléctricas repulsivas (por ejemplo, cargas negativas) que circundan las partículas, permitiendo que "se adhieran conjuntamente" creando grumos o flóculos.

"Floculante" se refiere a un material que puede facilitar la aglomeración o agregación de las partículas coaguladas para formar flóculos más grandes.

"Enzima" se refiere a un material que comprende una proteína o proteína conjugada funcionable como un catalizador bioquímico .

Los dibujos acompañantes, que se incorporan en y constituyen una parte de esta solicitud, ilustran varios aspectos de la presente invención y junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la presente invención .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 es un diagrama de flujo que muestra un método de fabricación de papel de acuerdo con la presente invención .

La FIG. 2 es un diagrama de flujo que muestra un método de fabricación de papel de acuerdo con la presente invención.

La FIG. 3 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel OCC (g/50seg) y turbiedad (NTU) en un nivel de adición de enzima de 5% como es relacionado en el Ejemplo 1.

La FIG. 4 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel OCC (g/30seg) y turbiedad (NTU) en un nivel de adición de enzima de 1% como es relacionado en el Ejemplo 1.

La FIG. 5 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel OCC (g/30seg) y turbiedad (NTU) en un nivel de adición de enzima de 0.2% como es relacionado en el Ejemplo 1.

La FIG. 6 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel de periódico (g/30seg) y turbiedad (NTU) en un nivel de adición de enzima de 1% como es relacionado en el Ejemplo 1.

La ¦ FIG. 7 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel OCC (g/30seg) y turbiedad (NTU) en el costo igual al coagulante regular sin la adición de enzima como es relacionado en el Ejemplo 1.

La FIG. 8 compara el drenaje de la pasta de papel (g/30seg) del coagulante catiónico en la recirculación de agua blanca con una combinación de enzima y coagulante catiónico y sin la combinación como es relacionado en el Ejemplo 1.

La FIG. 9 compara la turbiedad de la pasta de papel (NTU) del coagulante catiónico en la recirculación de agua blanca con una combinación de enzima y coagulante catiónico y sin la combinación de enzima como es relacionado en el Ejemplo 1.

La FIG. 10 compara el drenaje de la pasta de papel (g/30seg) de coagulante catiónico en la recirculación de agua blanca con una combinación de enzima y coagulante catiónico, la combinación de coagulante catiónico sin enzima, y la combinación de enzima sin coagulante catiónico, como es relacionado en el Ejemplo 2.

La FIG. 11 compara la turbiedad (NTU) de la pasta de papel del coagulante catiónico en la recirculación de agua blanca con una combinación de enzima y coagulante catiónico, combinación de coagulante catiónico sin enzima, y combinación de enzima sin coagulante catiónico, como es relacionado en el Ejemplo 2.

La FIG. 12 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel OCC (g/50seg) en niveles de adición de enzima de 5%, 10% y 15% como es relacionado en el Ejemplo 3.

La FIG. 13 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel OCC (g/50seg) en tiempos de contacto de 0 minutos, 20 minutos y 40 minutos como es relacionado en el Ejemplo 3.

La FIG. 14 muestra los efectos de la enzima combinada con coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel OCC (g/50seg) a temperaturas de 20°C, 40°C y 60°C como es relacionado en el Ejemplo 3.

La FIG. 15 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel OCC (g/50seg) para diferentes coagulantes de BUFLOC® 5031 y BUFLOC® 597 y el floculante de BUFLOC® 5511 como es relacionado en el Ejemplo 3.

La FIG. 16 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico, el coagulante solo y el floculante solo, en el drenaje de la pasta de papel OCC (g/50seg) como es relacionado en el Ejemplo 3.

La FIG. 17 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en la turbiedad (NTU) de la pasta de papel OCC en niveles de adición de enzima de 5%, 10% y 15% como es relacionado en el Ejemplo 3.

La FIG. 18 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en la turbiedad (NTU) de la pasta de papel OCC en tiempos de contacto de 0 minutos, 20 minutos y 40 minutos como es relacionado en el Ejemplo 3.

La FIG. 19 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en la turbiedad (NTU) de la pasta de papel OCC a temperaturas de 20°C, 40°C y 60°C como es relacionado en el Ejemplo 3.

La FIG. 20 muestra los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en la turbiedad (NTU) de la pasta de papel OCC para diferentes coagulantes de BUFLOC® 5031 y BUFLOC® 597, y floculante de BUFLOC® 5511 como es relacionado en el Ejemplo 3.

La FIG. 21 muestra los resultados de una simulación de recirculación de agua blanca que muestra los efectos de la enzima sobre el drenaje (g) relacionado con el tiempo (segundos) como es relacionado en el Ejemplo 3.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA PRESENTE INVENCIÓN La presente invención proporciona métodos de fabricación de papel o cartón. La enzima (s) y coagulante (s) catiónico se puede aplicar a una pulpa de fabricación de papel al mismo tiempo o secuencialmente dentro de un periodo de tiempo bastante corto para permitir que los componentes interactúen en combinación con la pulpa. La enzima (s) y el coagulante ( s ) catiónico se pueden pre-combinar como una pre-mezcla, y luego adicionar conjuntamente en una composición común a la pulpa. En otra opción, la enzima (s) y el coagulante (s) catiónico se pueden co-mezclar en una tubería de adición u otra línea de alimentación que alimenta la co-mezcla resultante a un orificio (s) de introducción, tal como un orificio en una unidad de procesamiento de pulpa. En todavía otra opción, la composición (es) de enzima y coagulante (s) catiónico se pueden adicionar por separado y simultáneamente a la pulpa desde diferentes orificios de introducción sobre la misma unidad de procesamiento. Como otra opción, la composición de enzima de coagulante catiónico se puede introducir secuencialmente, es decir, separadamente en tiempos separados, desde los mismos o diferentes orificios o ubicaciones de introducción sobre el sistema de fabricación de papel durante un período de tiempo corto. En la adición secuencial, los componentes de enzima y coagulante catiónico se pueden adicionar por separado en tiempo con ambos componentes llevados en contacto en la pulpa dentro de un período de tiempo corto, por ej emplo, dentro de aproximadamente 5 minutos entre si, o dentro de aproximadamente 4 minutos entre sí, 0 dentro de aproximadamente 2 minutos entre si, o dentro de aproximadamente 1 minuto entre sí, o dentro de aproximadamente 30 segundos entre sí, o dentro de períodos de tiempo más cortos. Después de poner en contacto la pulpa con la enzima (s) y el coagulante (s) , catiónico, la pulpa resultante además puede ser procesada y formada en un papel o cartón. Las hojas de pulpa de las cuales se hacen los productos de papel o cartón pueden exhibir excelente drenaje y/o excelente retención de finos de pulpa, que exceden cualquiera de las expectativas que pueden ser extraídas de los efectos individuales de los componentes de enzima y coagulante catiónico. Las mejoras pueden ser sinergísticas . También, estas mejoras en el desempeño de drenaje y retención se pueden obtener sin la necesidad de calentar la pulpa a temperaturas de aproximadamente 40°C o mayores antes de la aplicación de la enzima a la pulpa. El floculante (s) se puede adicionar a la pulpa o corriente de pulpa después de la adición de la enzima y la composición de polímero catiónico y antes de la formación de papel. Para propósitos de esta solicitud de patente, los términos "pulpa", "extracto" y "extracto de papel" se utilizan intercambiablemente. También, cuando los términos, tal como enzima o coagulante, se utilizan en la forma singular, se entiende que se puede utilizar más de un tipo (por ejemplo, una o más enzimas, uno o más coagulantes, etc.).

El método de la presente invención se puede llevar a la práctica en máquinas de fabricación de papel convencionales con modificaciones que se pueden hacer fácilmente en vista de la presente invención. El método de la presente invención se puede llevar a la práctica, por ejemplo, en un ensamblaje de extremo húmedo de una maquina de fabricación de papel convencional con modificaciones que se pueden hacer fácilmente en vista de la presente invención. El método puede emplear muchos tipos diferentes de pulpa de fabricación de papel o combinaciones de la misma. Las pulpas tratadas sobre máquinas de fabricación de papel con la composición de enzima y coagulante catiónico exhiben desempeño de drenaje mejorado, desempeño de retención, o arabos. Por ejemplo, el drenaje (masa/tiempo, por ejemplo, g/30seg) de la pulpa tratada con la enzima y el coagulante catiónico puede ser, por ejemplo, por lo menos aproximadamente 5% más grande, o por lo menos aproximadamente 10% más grande, o por lo menos aproximadamente 25% más grande, que el tratamiento con solamente uno de la enzima o el coagulante catiónico (ese decir, sin la enzima o sin el coagulante catiónico) . Por ejemplo, un drenaje de 100 g/30seg obtenido con el tratamiento de una pasta de papel de pulpa con una composición que contiene ya sea el coagulante catiónico o la enzima, pero no ambos, se puede incrementar mediante el tratamiento con una combinación de los dos componentes (por ejemplo, como una pre-mezcla) , por ejemplo, a por lo menos aproximadamente 105 g/30 seg o más grande, o a por lo menos aproximadamente 110 g/30 seg o más grande, o a por lo menos aproximadamente 125 g/30 seg o más grande, respectivamente. La turbiedad (NTU) de la pulpa, como una medición de tanto la primera retención como la retención coloidal, tratada con la enzima y el coagulante catiónico puede ser, por ejemplo, por lo menos aproximadamente 5% menor, o por lo menos aproximadamente 10% menor, o por lo menos aproximadamente 25% menor, que el tratamiento con solamente uno de la enzima o el coagulante catiónico (es decir, sin la enzima o sin el coagulante catiónico) . En una opción, los cambios de porcentaje indicados en lo anterior en el drenaje, turbiedad, o ambos, se puede determinar con relación a un valor observado cuando solamente se utiliza el coagulante catiónico (es decir, sin la enzima) . En otra opción, los cambios de porcentaje indicados en lo anterior se pueden determinar con relación a un valor observado cuando solamente se utiliza la enzima (es decir, sin el coagulante catiónico) . Se ha encontrado que el uso combinado de la enzima con el coagulante catiónico permite la acumulación de enzima en la recirculación de agua blanca u otra recirculación cerrada en los métodos de fabricación de papel para reducir los requerimientos de adición de enzima total, mientras que permanece suficiente para realizar las reacciones enzimáticas deseadas con la fibra en el método de fabricación de papel. Los métodos de la presente invención hacen factible eliminar los pretratamientos de la pulpa celulósica antes de la aplicación de la enzima. No se requiere procesamiento de tratamiento térmico y equipo de calentamiento asociado para la pulpa antes de la aplicación de la enzima en los métodos de la presente invención para obtener pulpa de consistencia de bajo volumen, que se puede traducir en ahorros de energía y de equipos significantes. Por ejemplo, la pulpa no necesita ser calentada a una temperatura de aproximadamente 0°C o más grande, o aproximadamente 45°C o más grande, o aproximadamente 50 °C o más grande, antes de aplicar la composición de enzima y coagulante catiónico a la pulpa con el fin de que la enzima tenga la actividad deseada con respecto a la fibra. Establecido de otra manera, la pulpa se puede mantener a una temperatura o permitir que sea almacenada a una temperatura abajo de aproximadamente 40°C, o abajo de aproximadamente 35°C, o abajo de aproximadamente 33°C (por ejemplo, 10°C a 39°C) , en todos los tiempos antes de aplicar la composición de enzima y coagulante catiónico con la pulpa en los métodos de la presente invención, sin deteriorar la habilidad de la enzima para tener la actividad deseada con respecto a la fibra de pulpa. Además, la combinación de enzima con el coagulante catiónico se puede aplicar como un tratamiento para la pulpa de fabricación de papel en cualquier punto o puntos de adición convenientes en el sistema de fabricación de papel antes de la formación del papel, sin requerir otros cambios en un programa de extremo húmedo existente. También, a través de la combinación de enzima y coagulante catiónico, la dosificación de coagulante se puede reducir significantemente mientras que todavía se adquieren mejoras significantes sobre el drenaje y turbiedad de la pulpa sin incrementar el costo de aditivos químicos. Además o como una alternativa a los usos y beneficios anteriores, la composición de enzima y coagulante catiónico se puede aplicar como una fuente de coagulante para cualquier programa que requiere coagulante en un proceso de fabricación de papel. En otra opción, la composición de enzima y coagulante catiónico se puede aplicar como una fuente de enzima para cualquier programa que requiere un proceso de tratamiento con enzima para varias pulpas.

El componente enzimático de la enzima utilizada con un coagulante catiónico para tratar la pulpa de acuerdo con esta invención puede incluir, por ejemplo, una enzima que tiene actividad celulitica. Por ejemplo, la enzima puede tener actividad que afecta la hidrólisis de la fibra. La enzima puede ser, por ejemplo, celulasa, hemicelulasa, pectinasa, ß-glucanasa, CMCasa, amilasa, glucosidasa, galactosidasa, lipasa, proteasa, lacasa o cualquiera de las combinaciones de las mismas. La enzima de celulasa puede ser, por ejemplo, una celulasa, tal como una endo-celulasa, exo-celulasa, celobiasa, celulasa oxidante, fosforilasas de celulosa, o cualquiera de las combinaciones de las mismas. Las endo-celulasas que se pueden utilizar, por ejemplo, son endoglucanasa con dominio de enlace (NOVOZYM® 476, Novozymes) , endoglucanasa enriquecida con alta proporción de unidades de celulasa (NOVOZYM® 51081, Novozymes) o combinaciones de las mismas, y otras endo-celulasas conocidas o útiles. Un solo tipo de enzima o una combinación de dos o más tipos diferentes de enzimas se pueden utilizar conjuntamente con el coagulante catiónico.

Las celulasas generalmente son enzimas que degradan las celulosa, un polímero de glucosa lineal que se presenta en las paredes celulares de las plantas. Las hemicelulasas (por ejemplo, xilanasa, arabinasa mañosa) generalmente se involucran en la hidrólisis de hemicelulosa, que, similar a la celulosa, es un polisacárido encontrado en las plantas. Las pectinasas generalmente son enzimas involucradas en la degradación de pectina, un carbohidrato cuyo componente principal es un ácido de azúcar. La ß-glucanasas con enzimas involucradas en la hidrólisis de ß-glucanos que son similares a la celulosa en que son polímeros de glucosa. Las composiciones enzimáticas líquidas que contienen celulasas también son disponibles bajo los nombres Celluclast® y Novozym® 188, que son ambas suministradas por Novo Nordisk.

Los siguientes párrafos proporcionan ejemplos de enzimas que se pueden utilizar solas o en combinación en la presente invención. El producto PULPZYM®, disponible de Novo Nordisk, y el producto ECOPULP®, de Alko Biotechnology, son dos ejemplos de composiciones enzimáticas líquidas comercialmente disponibles que contienen enzimas blanqueadoras basadas en xilanasa.

Como una clase, las hemicelulasas pueden incluir mezcla de hemicelulasa y galactomananasa . Las composiciones enzimáticas líquidas comerciales que contienen hemicelulasas son disponibles como PULPZYM® de Novo, ECOPULP® de Alko Biotechnology y Novozym® 280 y Gamanase™, que son ambos productos de Novo Nordisk.

Las pectinasas consisten de endopoligalacturonasa, exopoligalacturonasa, endopectato liasa (transeliminasa) , exopectato liasa (transeliminasa) y endopectina liasa (transeliminasa) . Las composiciones enzimáticas liquidas comerciales que contienen pectinasas son disponibles bajo los nombres Pectinex™ Ultra SP y Pectinex™*, ambas suministradas por Novo Nordisk.

Las ß-glucanasas están comprendidas de liquenasa, laminarinasa y exoglucanasa . Las composiciones enzimáticas liquidas comerciales que contienen ß-glucanasas son disponibles bajo los nombres Novozym® 234, Cereflo®, BAN, Finizym® y Ceremix®, todas las cuales son suministradas por Novo Nordisk.

Dos clases adicionales de enzimas industrialmente y comercialmente útiles son las lipasas y fosfolipasas . Las lipasas y fosfolipasas son enzimas de esterasa.

Novo Nordisk comercializa dos preparaciones de enzima liquidas bajo los nombres Resinase™ A y Resinase™ A 2X.

Se pueden utilizar lipasas alcalinas. Las composiciones enzimáticas liquidas comerciales que contienen lipasas son disponibles bajo los nombres Lipolase 100, Greasex 50L, Palatase™ A, Palatase™ M, y nipozyme™, que todas son suministradas por Novo Nordisk.

Con respecto a las fosfolipasas comercialmente útiles, se puede utilizar fosfolipasa A2 pancreática. Se puede utilizar isomerasas.

Se pueden utilizar enzimas redox. Las enzimas redox incluyen peroxidasa, superóxido dismutasa, alcohol oxidasa, polifenol oxidasa, xantina oxidasa, sulfhidrilo oxidasa, hidroxilasas, colesterol oxidasa, lacasa, alcohol deshidrogenasa o esteroide deshidrogenasas .

Como es indicado, en una opción, los componentes de enzima y coagulante catiónico se pueden premezclar en una composición común utilizada para tratar una pulpa. Una enzima preformulada en una composición líquida se puede utilizar como la fuente de la enzima combinada con el componente coagulante catiónico. Una composición de enzima celulítica puede contener, por ejemplo, de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 20% en peso de enzima. Estas composiciones de enzima además pueden contener, por ejemplo, polietilenglicol, hexilenglicol , polivinilpirrolidona, alcohol tetrahidrofurílico, glicerina, agua y otros aditivos de composición de enzima convencionales, como por ejemplo, descritos en la Patente Norteamericana No. 5,356,800, que es incorporada en la presente en su totalidad por referencia.

Otras enzimas adecuadas y composiciones que contienen enzima incluyen aquellas tales como son descritas en la Patente Norteamericana No. 5,356,800, Patente Norteamericana No. 4,923,565 and Publicación de Solicitud de Patente Internacional No. WO 99/43780, todas incorporadas en la presente en sus totalidades por referencia. Otras enzimas de tratamiento de pulpa de fabricación de papel ejemplares son BUZYME® 2523 y BUZY E® 2524, ambas disponibles de Buckman Laboratories International, Inc., Memphis, Tenn.

La enzima se puede adicionar a la pulpa en una cantidad, por ejemplo, de aproximadamente 0.01% en peso a aproximadamente 10% en peso de la enzima en base al peso seco de la pulpa, o de aproximadamente 0.05% en peso a aproximadamente 5% en peso, o de aproximadamente 0.1 en peso a aproximadamente 2.5% en peso, o de aproximadamente 0.2 en peso a aproximadamente 1.5% en peso de la enzima en base al peso seco de la pulpa, aunque se pueden utilizar otras cantidades. Estas cantidades de adición de la enzima con relación a la pulpa pueden aplicar para el uso de pre-mezclas de la enzima y coagulante catiónico en una composición común, y también las otras opciones de adición indicadas en la presente para introducir la enzima y el coagulante catiónico por separado a la pulpa, (simultáneamente o secuencialmente) . Cualquier cantidad, porcentaje o proporción de enzima descrita en la presente puede estar en una base de enzima activa. Por ejemplo, una cantidad de enzima referida como 1% en peso de enzima puede referirse a 1% en peso de enzima activa.

El componente de coagulante catiónico puede ser o incluir un coagulante de polímero orgánico catiónico, un coagulante catiónico inorgánico, o combinaciones de los mismos. Además de los efectos sinergísticos con la enzima, el coagulante catiónico puede reducir las cargas de superficie negativas presentes sobre las partículas en el extracto de papel, particularmente, las cargas de superficie de los finos celulósicos y los rellenadores minerales, y de esta manera puede realizar algún grado de aglomeración de tales partículas.

Los coagulantes de polímero orgánicos catiónicos puede ser, por ejemplo, almidón (es) catiónico, poliamina, poliamidoamina-glicol, polivinilamina (PVAm) , polietilen imina, cloruro de polidialildimetilamonio (Poli-DADMAC) , poliacrilamida catiónica glioxalada, copolímero de vinilamina y acrilamida, o cualquiera de las combinaciones de los mismos. El coagulante catiónico puede ser o incluir poliacrilamida ( s ) . El coagulante catiónico puede ser considerado, para propósitos de la presente invención, que es un coagulante y/o actúa como un floculante. El coagulante catiónico pueden ser sintético, natural o una combinación de los mismos.

El coagulante de polímero orgánico catiónico puede ser un polímero catiónico soluble en agua, de bajo peso molecular, altamente cargado. El peso molecular (Mw promedio en número) del coagulante de polímero orgánico catiónico puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 1,000 a aproximadamente 25,000,000, o de aproximadamente 2,000 a aproximadamente 1,000,000, o de aproximadamente 5,000 a aproximadamente 750,000, o de aproximadamente 10,000 a 500,000, o de aproximadamente 2,000,000 a 20,000,000, o de aproximadamente 5,000,000 a 15,000,000, o de aproximadamente 10,000,000 a 20,000,000. Las polivinilaminas catiónicas pueden incluir aquellas descritas en la Patente Norteamericana No. 4,421,602 y la Publicación de Solicitud de Patente Norteamericana No. 2009/0314446 Al, ambas de las cuales se incorporan en la presente en su totalidad por referencia. Los polímeros orgánicos catiónicos pueden ser o incluir, por ejemplo, los siguientes polímeros comercialmente disponibles: BUFLOC® 5031, una poliamina catiónica · de bajo peso molecular que tiene una densidad de carga de 100% y un peso molecular en el intervalo de aproximadamente 100,000 a aproximadamente 300,000; BUFLOC® 5551, una polivinilamina catiónica que tiene una densidad de carga de 100% y un peso molecular en el intervalo de aproximadamente 2000 a aproximadamente 4000; y BUFLOC® 597, una polietilen imina modificada catiónica que tiene una densidad de carga de 100% y un peso molecular en el intervalo de aproximadamente 2,000,000 a aproximadamente 3,000,000, todos disponibles de Buckman Laboratories International, Inc. (Memphis TN) . Para propósitos en la presente, los pesos moleculares se determinan en base a la viscosidad intrínseca como la técnica analítica .

La cantidad de polímero orgánico catiónico utilizado como el coagulante catiónico puede variar dependiendo de la sustancia química especifica utilizada, y generalmente se puede adicionar a la pulpa en una cantidad, por ejemplo, de aproximadamente 0.227 kg (0.5 libra) de polímero orgánico catiónico por tonelada de extracto de papel, en base a los sólidos secos de la pulpa, o en una cantidad de aproximadamente 0.227 kg (0.5 libra) a aproximadamente 3.63 kg (8 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.454 kg (1 libra) a aproximadamente 2.724 kg (6 libras) por tonelada de extracto de papel, o aproximadamente 0.681 kg (1.5 libras) a aproximadamente 1.816 kg (4 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.908 kg (2 libras) a aproximadamente 1.362 (3 libras) de polímero orgánico catiónico por tonelada de extracto de papel, en base a los sólidos secos de la pulpa, aunque se pueden utilizar otras cantidades. Estas cantidades de adición del coagulante orgánico catiónico con relación a la a la pulpa pueden aplicar al uso de pre-mezclas de la enzima y el coagulante orgánico catiónico en una composición común, y también a las otras opciones de adición indicadas en la presente para introducir la enzima y el coagulante catiónico por separado a la pulpa.

Las coagulantes catiónicos pueden ser o incluir sustancias químicas catiónicas inorgánicas (por ejemplo, sulfato de aluminio (alumbre) , cloruro de aluminio, cloruro férrico, sulfato férrico) , polímeros inorgánicos catiónicos (por ejemplo, cloruro de polialuminio (PAC) , sulfato de polialuminio (PAS), silicato de sulfato de polialuminio (PASS)), partículas minerales catiónicas dispersables en agua, (por ejemplo, partículas minerales de alúmina catiónicas, un sol de sílice coloidal catiónico) clorohidrato de aluminio (ACH) o cualquiera de las combinaciones de los mismos .

PAC se puede utilizar en la forma de un dipolímero cargado catiónico de muy bajo peso molecular, tales como aquellos disponibles de Buckman Laboratories International, Inc., como BÜFLOC® 5041 o BUFLOC® 569. La micropartícula catiónica puede ser una hectorita natural o sintética catiónica, bentonita, zeolita, sol de alúmina o cualquiera de las combinaciones de los mismos. Las partículas minerales catiónicas ejemplares par el uso en las composiciones de enzima y coagulante de la presente invención pueden incluir las micropartículas de alúmina coloidal catiónicas fibrosas tal como es descrito en la Patente Norteamericana No. 6,770,170 B2, los productos de alúmina fibrosos obtenibles por los procesos descritos en la Patente Norteamericana No. 2,915,475 de Bugosh, y aquellos descritos en el Documento WO 97/41063, todos los cuales son incorporados en la presente en sus totalidades por referencia.

La cantidad de coagulante catiónico inorgánico puede variar dependiendo de la sustancia química o mineral especifico utilizado, y generalmente se puede adicionar a la pulpa en una cantidad, por ejemplo, de por lo menos aproximadamente 0.0454 kg (0.1 libra) por tonelada de extracto de papel, en base a los sólidos secos de la pulpa, o de aproximadamente 0.0908 kg (0.2 libra) por tonelada de extracto de papel a aproximadamente 2.27 kg (5.0 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.1362 kg (0.3 libra) por tonelada de extracto de papel a aproximadamente 1.816 kg (4.0 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.227 kg (0.5 libra) a aproximadamente 1.362 kg (3.0 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.454 kg (1.0 libra) a aproximadamente 0.908 kg (2.0 libras) por tonelada de extracto de papel, en base a los sólidos secos de la pulpa, aunque se pueden utilizar otras cantidades. Estas cantidades de adición del coagulante catiónico inorgánico con relación a la pulpa pueden aplicar al uso de pre-mezclas del coagulante catiónico inorgánico y una enzima en una composición común, y también las otras opciones de adición indicadas en la presente para introducir la enzima y el coagulante catiónico por separado a la pulpa.

Como varias ilustraciones, el coagulante catiónico utilizado en combinación con la enzima puede incluir por lo menos uno o cualquier combinación de: 1) un solo tipo de polímero orgánico catiónico (por ejemplo, poliamina) ; 2) combinaciones o mezclas de diferentes polímeros orgánicos catiónicos en combinación (por ejemplo, una combinación de poliamina y poli-DADMAC; 3) una mezcla de polímero orgánico catiónico y coagulante químico inorgánico catiónico (por ejemplo, una combinación de poliamina y PAC); 4) un polímero inorgánico catiónico o sustancia química inorgánica cationica o partículas minerales catiónicas, o cualquier combinación de los mismos. Como una opción, el coagulante ( s ) utilizado en la composición de coagulante y enzima es un polímero orgánico que tiene funcionalidades de carga cationica que representan, por ejemplo, por lo menos 1%, por lo menos 10%, por lo menos 25%, por lo menos 50%, por lo menos 75%, por lo menos 90% o por lo menos 95%, o por lo menos 99%, o hasta 100%, de las funcionalidades que llevan carga iónica totales del polímero. En otra opción, el coagulante puede ser un polímero orgánico polifuncional que tienen funcionalidades de carga tanto cationica como aniónica. En una opción, el coagulante puede ser un polímero orgánico que tiene una carga cationica neta si es multifuncional. En otra opción, la composición de por lo menos un compuesto coagulante aniónico (tal como un polímero orgánico aniónico, un compuesto aniónico inorgánico, o ambos) como un componente introducido por separado del compuesto o compuesto coagulante catiónico en la composición. Los componentes aniónicos pueden causar depósitos (por ejemplo, geles) en la pulpa o agua blanca. Cualquiera de las cantidades de componentes aniónicos, funcionalidades aniónicas en los componentes, o ambos, presentes en la composición de coagulante y enzima se pueden controlar, por ejemplo, para reducir o evitar la formación de tales depósitos y a cantidades que no deterioran el desempeño de drenaje y retención de pulpa de la composición de coagulante catiónico y enzima. Como una opción, una pre-mezcla o co-mezcla de la composición de coagulante y enzima se puede utilizar libre o sustancialmente libre de cualquiera de los componentes aniónicos que causan depósitos de gel, deterioran el desempeño de drenaje/retención de pulpa de la composición, o ambos.

Como es indicado, en una opción, la composición de enzima y coagulante catiónico y componentes de los mismos se pueden introducir al proceso de fabricación de papel al mismo tiempo para formar una pulpa pre-tratada. Como también es indicado, la enzima y el coagulante catiónico se pueden introducir a una pulpa o corriente de pulpa en el sistema de fabricación de papel al mismo tiempo con una composición pre-mezclada. Como opciones, la enzima y el coagulante catiónico se pueden introducir como adiciones separadas que se mezclan conjuntamente durante o después en la adición en la pulpa. Como una opción indicada, por ejemplo, la enzima y el coagulante catiónico se pueden adicionar por separado y simultáneamente a la pulpa desde diferentes orificios de introducción en la misma unidad de procesamiento dentro del sistema de fabricación de papel. Como otra opción indicada, la composición de enzima y el coagulante catiónico se pueden introducir secuencialmente (por ejemplo, en tiempos de adición no sobrepuestos, separados) desde los mismos o diferentes orificios o ubicaciones de introducción en el sistema de fabricación de papel o unidad (es) de procesamiento del mismo, en donde la enzima y el coagulante catiónico pueden contactar la fibra de pulpa que es tratada durante un periodo corto de tiempo, por ejemplo, dentro de aproximadamente 5 minutos entre si, o dentro de aproximadamente 4 minutos entre si, o dentro de aproximadamente 2 minutos entre si, o dentro de aproximadamente 1 minuto entre si, o dentro de aproximadamente 30 segundos entre si, o dentro de 10 segundos entre si, o dentro de 5 segundos entre si, o dentro de 3 segundos entre si, o dentro de 2 segundos entre si, o dentro de 1 segundo entre si, o dentro de 0.5 segundos entre si, o dentro de 0.25 segundos entre si, o dentro de aproximadamente 0.25 segundos a aproximadamente 5 minutos entre si, o dentro de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 5 minutos entre si, o dentro de aproximadamente 2 a aproximadamente 5 minutos entre si, o dentro de aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 4 minutos entre si.

Las composiciones de enzima y coagulante catiónico basadas en pre-mezclas de estos componentes pueden tener, por ejemplo, de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 99% en peso se enzima y de aproximadamente 99% en peso a aproximadamente 1% en peso de coagulante catiónico, o de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 25% en peso de enzima y de aproximadamente 99% en peso a aproximadamente 75% en peso de coagulante catiónico, o de aproximadamente 2.5% a aproximadamente 20% en peso de enzima y de aproximadamente 97.5% a aproximadamente 80% en peso de coagulante catiónico, o de aproximadamente 5% a aproximadamente 15% en peso de enzima y de aproximadamente 95% a aproximadamente 85% en peso de coagulante catiónico, en una base en peso de sólidos secos. Cuando se prepara como una pre-mezcla, la composición basada en los componentes de enzima y coagulante catiónico se puede formular al combinar secuencialmente o simultáneamente los componentes en un medio fluido, tal como agua. El orden de adición de los componentes no está limitado. Los diversos ingredientes que forman las composiciones de enzima y coagulante de la presente invención se pueden mezclar conjuntamente utilizando técnicas de mezclado convencionales, tal como un mezclador, combinador, agitador y/o un recipiente abierto. Antes y/o después de la dispersión acuosa de la enzima y el coagulante catiónico, el pH de la combinación resultante generalmente puede ser controlado, por ejemplo, a un nivel definido de un pH de aproximadamente 3 a aproximadamente 10, o un pH de aproximadamente 4 a aproximadamente 10, o un pH de aproximadamente 7.0 a aproximadamente 10.0 y más adecuadamente de aproximadamente 8.0 a aproximadamente 9.0. Estos intervalos de pH pueden aplicar a la composición y/o a la composición en una solución acuosa. El ajuste del pH de la composición se puede realizar, por ejemplo, a través de la adición de ya sea hidróxido de sodio o hidróxido de amonio (amoniaco acuoso) . La composición de enzima y coagulante catiónico puede incluir uno o más aditivos, tales como tintes, pigmentos, desespumantes, biocidas, agentes ajustadores de pH y/o almidón catiónico, y/u otros aditivos de fabricación o procesamiento de papel convencionales. Los aditivos opcionales, si se utilizan, no deben deteriorar los efectos combinados únicos de la enzima y el coagulante catiónico, tal como con respecto a los mejoramientos de drenaje y/o retención. Como es indicado, los componentes catiónicos, por ejemplo, pueden causar depósitos (geles) en la pulpa o agua blanca. La composición de enzima y coagulante catiónico puede contener, por ejemplo, menor que aproximadamente 3% en peso, o menor que 2% en peso, o menor que 1% en peso, o menor que 0.5% en peso, de componentes aniónicos que causan depósitos o geles. La composición de enzima y coagulante catiónico, como una pre-mezcla, se puede preparar como una dispersión acuosa físicamente estable, que puede ser más estable, por ejemplo, en aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 60% en peso de sólidos totales, o de aproximadamente 25% a aproximadamente 50% en peso de sólidos totales, o de aproximadamente 35% en peso de sólidos totales. En aproximadamente 45% en peso de sólidos totales, la viscosidad puede tender a permanecer en un intervalo vaciable. Los niveles de sólidos más altos pueden tender a espesarse gradualmente durante cualquier almacenamiento antes del uso.

Las composiciones de enzima y coagulante catiónico, cuando se preparan como pre-mezclas de estos componentes, se pueden preparar como lotes maestros para la dilución en un tiempo posterior o la concentración deseable se puede hacer al mismo tiempo que se prepara la composición. La composición de enzima y coagulante catiónico se puede preparar en el sitio o fuera del sitio o fuera del sitio o partes o componentes de la composición se pueden preparar o pre-mezclar fuera del sitio o en el sitio antes de la formación final de la composición. Las composiciones que comprenden las pre-mezclas de enzima y coagulante catiónico se pueden formar inmediatamente antes de esta introducción en el proceso de fabricación de papel o proceso de fabricación de hojas, o las composiciones se pueden preparar de antemano, tal como antes del uso, minutos antes del uso, horas antes del uso, o días o semanas o meses antes del uso, y de preferencia dentro de aproximadamente 2-3 semanas de la utilización. Por ejemplo, cuando las composiciones se introducen como una pre-mezcla de enzima y coagulante catiónico, la pre-mezcla se puede hacer aproximadamente 1 a aproximadamente 100 segundos antes de su introducción al proceso de fabricación de papel, o de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 5 horas, o de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 10 horas, o aproximadamente 1 hora a aproximadamente 24 horas antes del uso, o de aproximadamente 1 día a aproximadamente 7 días, o aproximadamente 1 día a aproximadamente 30 días, o aproximadamente 1 día a aproximadamente 60 días, o aproximadamente 1 día a aproximadamente 180 días, antes del uso .

Como es indicado, la pulpa o extracto se pueden tratar con la composición que incluye tanto la enzima como el coagulante catiónico como una pre-mezcla en cualquier ubicación en el sistema de fabricación de papel antes de la formación de la cinta de papel sobre el alambre, por ejemplo, un punto de adición antes de la caja de cabezal en el sistema. Las adiciones separadas de estos componentes a la pulpa de acuerdo con otras opciones indicadas también se pueden hacer en cualquiera de estas ubicaciones en el sistema de fabricación de papel.

La composición de enzima y coagulante catiónico que comprende una pre-mezcla de estos componentes se puede adicionar al extracto de papel, por ejemplo, en una cantidad de por lo menos aproximadamente 0.227 kg (0.5 libra) por tonelada de extracto de papel, en base a sólidos secos de la pulpa, o por lo menos aproximadamente 0.454 kg (1 libra) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.227 kg (0.5 libra) a aproximadamente 4.54 kg (10 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.3405 kg (0.75 libra) a aproximadamente 3.405 kg (7.5 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.454 kg (1 libra) a aproximadamente 2.27 kg (5 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.5675 kg (1.25 libras) a aproximadamente 1.816 kg (4 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.681 kg (1.5 libras) a aproximadamente 1.362 kg (3 libras) por tonelada de extracto de papel, o aproximadamente 0.227 kg (0.5 libra) a aproximadamente 0.681 kg (1.5 libras) por tonelada de extracto de papel, en base a los sólidos secos de la pulpa en el extracto de papel, aunque se pueden utilizar otras cantidades. Donde se utilizan adiciones separadas de la enzima y el coagulante catiónico a la pulpa de acuerdo con otras opciones indicadas en la presente, las cantidades combinadas de estos componentes con relación a la pulpa también pueden estar dentro de uno o más de estos intervalos indicados en lo anterior.

Un floculante se puede adicionar antes o después de la adición de la enzima y los coagulantes catiónicos al extracto de papel, y típicamente se adiciona después de la adición. El floculante se puede adicionar, por ejemplo, después de la adición de la composición y/o varias etapas de esfuerzo cortante de cualquier proceso de refinación aplicado a la pulpa tratada. El floculante puede ser, por ejemplo, un floculante de polímero catiónico, aniónico, no iónico, zwiteriónico o anfotérico que además puede incrementar la retención y/o drenaje en una pasta de papel de fabricación de papel para los aumentos de desempeño proporcionados por la composición de enzima y coagulante catiónico.

Los floculantes adecuados generalmente tienen pesos moleculares, (M promedio), por ejemplo, por arriba de aproximadamente 1,000,000, o por arriba de aproximadamente 5,000,000, o por arriba de aproximadamente 20,000,000, o por arriba de aproximadamente 1,000,000 hasta aproximadamente 25,000,000. Un floculante polimérico se puede preparar mediante la polimerización de adición de vinilo de uno o más monómeros catiónicos, aniónicos o no iónicos; mediante la copolimerización de uno o más monómeros catiónicos con uno o más monómeros no iónicos; mediante la polimerización de uno o más monómeros aniónicos con uno o más monómeros no iónicos; mediante la copolimerización de uno o más monómeros catiónicos con uno o más monómeros catiónicos y opcionalmente uno o más monómeros no iónicos para producir un polímero anfotérico; o mediante la polimerización de uno o más monómeros zwiteriónicos y opcionalmente uno o más monómeros no iónicos para formar un polímero zwiteriónico . Uno o más monómeros zwiteriónicos y opcionalmente uno o más monómeros no iónicos también se pueden copolimerizar con uno o más monómeros aniónicos o catiónicos para impartir carga catiónica o aniónica al polímero zwiteriónico.

El floculante se puede utilizar en forma sólida, como una solución acuosa, como una emulsión de agua en aceite, o como dispersión en agua. Los polímeros catiónicos representativos incluyen, por ejemplo, copolímeros y terpolímeros de (met ) acrilamida con metacrilato de dimetilaminoetilo (DMAEM) ; acrilato de dimetilaminoetilo (DMAEA) ; acrilato de dietilaminoetilo (DEAEA); metacrilato de dietilaminoetilo (DEAEM) ; o sus formas de amonio cuaternarias hechas con sulfato de dimetilo, cloruro de metilo o cloruro de bencilo. El floculante puede incluir, por ejemplo, copolímeros de sal cuaternaria de cloruro de dimetilaminoetilacrilato metilo-acrilamida y copolímeros de acrilato de sodio-acrilamida y polímeros de poliacrilamida hidrolizados . El floculante puede ser una poliacrilamida (s) .

El floculante se puede adicionar, por ejemplo, en una cantidad de por lo menos aproximadamente 0.000454 kg (0.001 libra) de floculante por tonelada de extracto de papel, en base a los sólidos secos de la pulpa, o de aproximadamente 0.00454 kg (0.01 libra) a aproximadamente 4.54 kg (10 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.0454 kg (0.1 libra) a aproximadamente 2.724 kg (6 libras) por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.227 kg (0.5 libra) a aproximadamente 1.816 kg (4 libras) de floculante por tonelada de extracto de papel, o de aproximadamente 0.454 kg (1 libra) a aproximadamente 1.362 kg (3 libras) de floculante por tonelada de extracto de papel, en base a los sólidos secos de la pulpa en la pasta de papel, aunque se pueden utilizar otras cantidades.

La enzima y el coagulante catiónico, como parte de una sola composición pre-mezclada o como componentes separados, se pueden adicionar en muchos tipos diferentes de pulpa, extracto de fabricación de papel o combinaciones de pulpas o extractos. Por ejemplo, la pulpa puede comprender pulpa virgen y/o pulpa reciclada, tal como pulpa de sulfito virgen, pulpa rota, pulpa kraft, pulpa con sosa, pulpa termomecánica (TMP) , pulpa mecánica con peróxido alcalino (APMP) , pulpa quimiotermomecánica (CTMP) , pulpa quimiomecánica (CMP) , pulpa de madera molida (GP) , mezclas de tales pulpas y los similares. La pulpa kraft puede ser, por ejemplo, una pulpa kraft de madera dura, una pulpa kraft de madera blanda o combinaciones de las mismas. La pulpa reciclada puede ser o incluir papel de desecho, OCC, y otros productos y materiales de papel utilizados. Por ejemplo, hay una variedad de métodos de formación de pulpa mecánicos a los cuales se pueden aplicar esta invención. Por ejemplo, la pulpa termomecánica (TMP) utiliza una combinación de astillas de madera calentadas y procesos mecánicos. La molienda de madera con Piedras (SGW) muele o macera las astillas de madera. La pulpa quimiotermomecánica (CT P) utiliza una variedad de sustancias químicas, calor y técnicas de molienda para producir pulpa. Diferentes tipos de pulpa requieren diferentes tipos de papel aunque muchos papeles pueden ser una combinación o "mezclas" de varios tipos diferentes de pulpa y papel reciclado/recuperado. La pulpa o extracto de fabricación de papel pueden contener fibras de celulosa en un medio acuoso a una concentración, por ejemplo, de por lo menos aproximadamente 50% en peso del contenido de sólido secos totales en la pulpa o extracto, aunque se pueden utilizar otras concentraciones. Estas formulaciones de pulpa pueden ser referidas como pastas de papel de fibra.

Las pulpas o extractos de la presente invención se pueden tratar con uno o más aditivos opcionales dentro del sistema de fabricación de papel. Estos aditivos opcionales pueden incluir, por ejemplo, polímeros tales como polímeros catiónicos, aniónicos y/o no iónicos, arcillas, otros rellenadores, tintes, pigmentos, desespumantes, agentes ajustadores de pH tal como alumbre, aluminato de sodio y/o ácidos inorgánicos, tal como ácido sulfúrico, microbiocidas, auxiliares de retención de agua suplementales tales como micropartículas de alúmina coloidales catiónicas, coagulantes suplementales, floculantes suplementales, agentes de nivelación, lubricantes, desespumantes, agentes humectantes, abrillantadores ópticos, agentes dipersantes de pigmento, reticuladores, modificadores de viscosidad o espesantes, o cualquiera de las combinaciones de los mismos, y/u otros aditivos de fabricación de papel o procesamiento convencionales y no convencionales. Por ejemplo, el pH de la pulpa (tratada) generalmente, pero no exclusivamente, se puede controlar a un nivel definido de aproximadamente 4.0 a aproximadamente 8.5, y más adecuadamente de aproximadamente 4.5 a aproximadamente 8.0.

Las pulpas o extractos de la presente invención adicionalmente se pueden tratar con una o más de otros componentes, incluyendo polímeros tales como polímeros aniónicos y no iónicos, arcillas, otros rellenadores, tintes, pigmentos, desespumantes, agentes ajustadores de pH tal como alumbre, microbiocidas, micropartículas (por ejemplo ACH) y otros aditivos de fabricación de papel o procesamiento convencionales. Estos aditivos se pueden adicionar antes, durante o después de la introducción de la composición de enzima y coagulante catiónico.

Los métodos de la presente invención se pueden practicar en cualquiera de las aplicaciones relacionadas con pulpa, incluyendo, por ejemplo, donde las pulpas son tratadas y eliminadas de agua. Los métodos se pueden practicar, por ejemplo, en maquinas de fabricación de papel convencionales (tal como una maquina de papel de tipo Fourdrinier) , por ejemplo, en ensamblajes de extremo húmedo de máquinas de fabricación de papel, con modificaciones que se pueden hacer en vista de la presente invención. Un diagrama de flujo de un sistema de fabricación de papel para llevar a cabo uno de los métodos de la presente invención se expone en la FIG. 1. La FIG. 2 además muestra los puntos de adición opcionales para el floculante. Se va a entender que el sistema mostrado es ejemplar de la presente invención y de ninguna manera se propone para restringir el alcance de la invención.

En el sistema de la FIG. 1, una composición de enzima y coagulante catiónico en una concentración deseada se combina con una corriente fluyente de pulpa de fabricación de papel para formar una pulpa tratada en uno o más de los puntos de adición, Opciones 1-6 mostradas en la FIG. 1. Para simplificar esta ilustración (y la ilustración de la FIG. 2) , una composición de enzima y coagulante catiónico se muestra adicionada al sistema como una pre-mezcla de la enzima y coagulante catiónico. Estos y/u otros puntos de adición para la composición de enzima y coagulante catiónico se pueden utilizar mientras que la composición se introduzca antes de la formación del papel en la caja de cabezal. El sistema puede incluir un dispositivo de dosificación para proporcionar una cantidad adecuada de la composición de enzima y coagulante catiónico al flujo de pulpa. Otros dispositivos de suministro o dosificación también se pueden proporcionar para los otros aditivos e ingredientes que pueden ser utilizados durante este método.

Un floculante se puede adicionar antes o después de la introducción de la composición de enzima y coagulante, talo como en una o más de las Opciones 2A-6A de introducción de aditivo mostradas en la FIG. 2, y antes de la caja de cabezal. Por ejemplo, cuando la composición de enzima y coagulante catiónico se adiciona en la Opción 1, el floculante podría ser adicionado en cualquiera de los puntos de adición mostrados como Opciones 2A-6A en la FIG. 2. Cuando la composición de enzima coagulante catiónico se adiciona en la Opción 2, el floculante podría ser adicionado en cualquiera de las Opciones 3A-6A, y así sucesivamente. El suministro de la composición de enzima el coagulante catiónico puede ser, por ejemplo, un tanque de contención que tiene una salida en comunicación con una entrada de un tanque o línea del sistema. El suministro de floculante puede ser, por ejemplo, un tanque de contención que tiene una salida en comunicación con un tanque o línea o sistema. Otros aditivos opcionales se pueden adicionar en otros puntos a lo largo del flujo de pulpa o pulpa tratada a través del sistema mostrado en la FIG. 1, tal como una o más de las Opciones 1-6 de ubicación de adición. La colocación de válvulas y bombas convencionales utilizadas en conexión con la introducción de las composiciones y aditivos pueden ser utilizadas.

En la FIG. 1, el suministro de pulpa mostrado representa un flujo de pulpa, como por ejemplo, suministrado desde un tanque o silo de contención de pulpa. El suministro de pulpa mostrado en la FIG. 1 puede ser un conducto, tanque de contención, o tanque de mezclado, u otro recipiente, pasaje o zona de mezclado para el flujo de pulpa. La pulpa se pasa desde el tanque de pulpa a través de un refinador y luego a través de un cajón de mezcla donde las composiciones necesarias y/u aditivos opcionales del proceso se pueden combinar con la pulpa. El refinador tiene una entrada en comunicación con una salida del tanque de pulpa tratada, y una salida en comunicación con una entrada del cajón de mezcla. De acuerdo con la modalidad de la FIG. 1, la pulpa en el cajón de mezcla se pasa desde una salida del cajón de mezcla a través de una comunicación a una entrada de un cajón de máquina donde los aditivos opcionales también se pueden combinar con la pulpa tratada. El cajón de mezcla y el cajón de máquina pueden ser de cualquier tipo convencional conocido para aquellos expertos en la técnica. El cajón de máquina asegura una cabeza de nivel, esto es, una presión constante en la pulpa o extracto tratado a través de la porción corriente abajo del sistema, particularmente en la caja de cabezal. Desde el cajón de máquina, la pulpa se pasa a un silo de agua blanca y luego a una bomba con ventilador, y luego la pulpa se pasa a través de una criba. La criba puede ser dimensionada, por ejemplo, para permitir que el agua que contiene componentes indeseables o no utilizables del agua blanca (por ejemplo, finos, cenizas) pase a través de la criba mientras que retiene las fibras utilizables sobre la criba que pueden ser incorporadas en el material fibroso suministrado a la caja de cabezal. La pulpa cribada pasa a una caja de cabezal donde se forma una hoja de papel húmeda sobre un alambre y se drena. La sección de alambre puede incluir equipo, por ejemplo, que es convencionalmente utilizado y puede ser fácilmente adaptada para el uso en los métodos de la presente invención. La pulpa recolectada como una cinta húmeda en el alambre de formación además se puede procesar, por ejemplo, tal como uno o más del procesamiento de drenado, prensado, secado, calandrado u otro procesamiento tal como se utiliza típicamente en una máquina de fabricación de papel, antes de que puede ser transportada a un carretel, y además se puede transportar a ya sea la formación de hoja de papel o se puede transportar a las estaciones de recubrimiento y conversión (no mostrado) . En el sistema de la FIG. 1, la pulpa drenada que resulta de la fabricación de papel en la caja de cabezal se recirculan al silo de agua blanca. Las pulpas o extractos también se pueden tratar con uno o más de otros aditivos opcionales introducidos en los puntos 1-6 de adición u otras ubicaciones dentro del sistema.

Como es mostrado en la FIG. 1, para el tratamiento de pulpa, la composición de enzima y coagulante catiónico se puede adicionar antes de la caja de cabezal después de la criba, o adicionar antes de la criba, o adicionar antes de la bomba de ventilador, o adicionar antes del silo de agua blanca, o adicionar antes del cajón de máquina, o adicionar antes del cajón de mezcla, o adicionar antes del primer refinador en un proceso de fabricación de papel, o cualquiera de las combinaciones de estas ubicaciones de adición. Puede ser útil adicionar la enzima y coagulante catiónico, por lo menos en parte muy bastante corriente arriba de la caja de cabezal para permitir que los componentes de enzima y coagulante catiónico tengan suficiente tiempo y oportunidad para interactuar con la pulpa sin requerir cualquier precalentamiento de la pulpa (por ejemplo, temperaturas calentadas de aproximadamente 40°C o más grande) antes del tratamiento con la composición. Las temperaturas del proceso en el sistema de fabricación de papel no están limitadas, y pueden ser, por ejemplo, de aproximadamente 15°C a aproximadamente 70°C, o de aproximadamente 30°C aproximadamente 60°C, o de aproximadamente 15°C aproximadamente 35°C, o de aproximadamente 20°C aproximadamente 3 °C, o de aproximadamente 25°C a 33°C, o aproximadamente 32°C, aunque se pueden utilizar otras temperaturas. Como una opción, las temperaturas de la pulpa tratada durante por lo menos sustancialmente (por ejemplo, por lo menos aproximadamente 90% hasta 100%) el tiempo completo de contacto de la composición de enzima y coagulante catiónico con la pulpa en el sistema de fabricación de papel se pueden mantener de aproximadamente 30 °C a aproximadamente 60 °C y el tiempo de contacto puede ser de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 150 minutos u otros tiempos. Otras temperaturas y tiempos de tratamiento con respecto a la pulpa tratada con la composición de enzima y coagulante catiónico pueden ser, por ejemplo, de aproximadamente 30°C a aproximadamente 50 °C y el tiempo de contacto puede ser de aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 100 minutos, o de aproximadamente 32°C a aproximadamente 40°C y el tiempo de contacto puede ser aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 60 minutos, u otras combinaciones de temperatura y tiempo.

Una pulpa o extracto tratado con la composición que incluye tanto la enzima como el coagulante catiónico puede exhibir buena eliminación de agua durante la formación de la cinta de papel sobre el alambre. La pulpa o extracto también puede exhibir una alta retención deseable de finos de fibra y rellenadores en los productos de cinta de papel. La adición de floculante, o microparticulas, o ambos, a la pulpa tratada puede impartir mejoramientos y aumentos adicionales, por ejemplo, tal como con respecto al desempeño de eliminación de agua y de retención. Aunque ilustrado para el procesamiento de fabricación de papel, el uso de la combinación de enzima y coagulante catiónico también se puede relacionar a su aplicación para otro material contenido con fibras celulósicas para la eliminación de agua aumentada en tratamientos de agua residual y otras industrias.

La presente invención incluye los siguientes aspectos/modalidades/características en cualquier orden y/o en cualquier combinación: 1. La presente invención se relaciona a un método de fabricación de papel o cartón que comprende: a) aplicar una composición que comprende enzima y coagulante catiónico a una pulpa de fabricación de papel para formar una pulpa tratada; y b) formar la pulpa tratada en papel o cartón. 2. El método de cualquier modalidad/caracteristica/aspecto precedente o siguiente, en donde la pulpa se mantiene a una temperatura o temperaturas abajo de aproximadamente 40°C antes de la aplicación de la composición a la pulpa. 3. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde la composición comprende de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 99% en peso de enzima y de aproximadamente 99% en peso a aproximadamente 1% en peso de coagulante catiónico, en una base en peso de sólidos secos. 4. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde al enzima es una enzima celulitica. 5. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde la enzima es celulasa, hemicelulasa, pectinasa, ß-glucanasas, CMCasa, amilasa, glucosidasa, galactosidasa, lipasa, proteasa, lacasa, o cualquiera de las combinaciones de las mismas. 6. El método de cualquier modalidad/caracteristica/aspecto precedente o siguiente, en donde la enzima es endoglucanasa . 7. El método de cualquier modalidad/caracteristica/aspecto precedente o siguiente, en donde el coagulante catiónico es un coagulante de polímero orgánico catiónico. 8. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde el coagulante catiónico es una poliamina, poliacrilamida, poliamidoamina-glicol, polivinilamina, polietileno imina, cloruro de polidialildimetilamonio, poliacrilamida catiónica glioxalada, almidón catiónico o cualquiera de las combinaciones de los mismos. 9. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde el coagulante catiónico es una poliamina, poliamidoamina-glicol, polivinilamina, polietileno imina, o cualquiera de las combinaciones de los mismos. 10. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde el coagulante catiónico es un coagulante catiónico inorgánico . 11. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde el coagulante catiónico es cloruro de polialuminio, sulfato de aluminio, partículas minerales de alúmina dispersables en agua, sulfato de aluminio, cloruro de aluminio, cloruro férrico, sulfato férrico, sulfato de polialuminio, silicato de sulfato de polialuminio, partículas minerales de alúmina catiónica, un sol de sílice coloidal catiónico, clorohidrato de aluminio o cualquiera de las combinaciones de los mismos. 12. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde la composición se adiciona a la pulpa en una cantidad de por lo menos aproximadamente 0.227 kg (0.5 libra) por tonelada en base al peso de sólidos secos de la pulpa. 13. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, que además comprende aplicar un floculante a la pulpa después de aplicar la composición a la pulpa y antes de la formación de papel . 14. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde las temperaturas de la pulpa tratada durante por lo menos sustancialmente un tiempo completo de contacto de la composición con la pulpa se mantiene de aproximadamente 30°C a aproximadamente 50°C y el tiempo de contacto es de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 150 minutos. 15. El método de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde el floculante se adiciona a la pulpa en una cantidad de por lo menos aproximadamente 0.00454 kg (0.01 libra) por tonelada en base a los pesos de sólidos secos de la pulpa. 16. El método de cualquier modalidad/caracteristica/aspecto precedente o siguiente, en donde el drenaje (g/50 seg) es por lo menos aproximadamente 5% más grande que el tratamiento de la pulpa sin la enzima. 17. El método de cualquier modalidad/caracteristica/aspecto precedente o siguiente, en donde la turbiedad (NTU) es por lo menos aproximadamente 5% menor que el tratamiento de la pulpa sin la enzima. 18. Un sistema de fabricación de papel que comprende un suministro de pulpa de fabricación de papel, una unidad de procesamiento para formar la pulpa en un papel o cartón que comprende una criba para recolectar la pulpa y una unidad de procesamiento de formación de hoja de papel que recibe la pulpa desde la criba, un suministro de una composición que comprende una dispersión acuosa de enzima y coagulante catiónico y un dispositivo de alimentación de composición para alimentar la composición a la pulpa para la aplicación a la misma antes de la formación de papel, y un suministro de floculante y un dispositivo de alimentación de floculante para alimentar el floculante a la pulpa tratada corriente abajo desde donde se aplica la composición de enzima y coagulante catiónico a la pulpa, y un silo de agua blanca para la recirculación de agua blanca. 19. El sistema de cualquier modalidad/caracteristica/aspecto precedente o siguiente, en donde la unidad de procesamiento para formar la pulpa comprende un cajón de mezcla en combinación con el suministro de pulpa, una bomba de ventilador en combinación con el cajón de mezcla, la criba en comunicación con la bomba de ventilador, y una caja de cabezal como la unidad de procesamiento de formación de papel en comunicación con la criba . 20. El sistema de cualquier modalidad/característica/aspecto precedente o siguiente, en donde el silo de agua blanca tiene una primera entrada en comunicación con el cajón de máquina, una segunda entrada en comunicación con la caja de cabezal, y una salida en comunicación con la bomba de ventilador.

La presente invención puede incluir cualquier combinación de estas diversas características o modalidades anteriores y/o siguientes como se exponen en las oraciones o párrafos. Cualquier combinación de características divulgadas en la presente se considera parte de la presente invención y ninguna limitación se propone con respecto a las características combinables.

La presente invención además será puesta en claro por los siguientes ejemplos, que se proponen para ser puramente ejemplares de la presente invención, en los cuales las partes y porcentajes son proporciones en peso a menos que se especifique de otra manera.

EJEMPLOS Ejemplo 1 Se examinaron las propiedades de drenaje y retención de las composiciones que ejemplifican la presente invención.

Experimental Los siguientes materiales y protocolos se utilizaron para los experimentos.

Pasta de papel de pulpa: Las pulpas OCC refinadas y agua blanca se obtuvieron de fabricantes de cartón para revestidos, tal como Sonoco, Richmond, VA and International Paper, Valliant OK, como CSF 220, CSF 410, y como CSF 330. La pasta de papel periódico y el agua blanca se obtuvieron de un fabricante de papel periódico, tal como Catalyst, Snowflake, AZ, como CSF 50.

Sustancias Químicas y Dosificaciones: El coagulante catiónico utilizado para los experimentos fue una poliamina catiónica de bajo peso molecular (BUFLOC® 5031, Buckman Laboratories International, Inc.), y una dosificación típica fue de 0.681 kg (1.5 Ib) /ton (base de sólidos secos) para la pasta de papel OCC y 1.816 kg (4.0 Ib) /ton (base de sólidos secos) para Periódico. El floculante fue una poliacrilamida (BUFLOC® 5511, Buckman Laboratories International, Inc.), y se utilizó en una dosificación típica de 0.0908 kg (0.2 Ib) /ton (base de sólidos secos) para las pruebas. La enzima seleccionada fue NOVOZYM® 51081 de Novozymes. La enzima se premezcló con el coagulante catiónico antes de aplicarla a la pulpa en niveles de adición designados. Diferentes dosificaciones u otros aditivos incluidos en los experimentos se indican donde es aplicable .

Procedimiento de prueba: Un probador MuTek™ RDF se aplicó para todas las pruebas de drenaje para medir el drenaje y la turbiedad. La consistencia de la pasta de papel de prueba fue 1.0%. El programa de adición de sustancia química fue adicionar el coagulante catiónico primero y seguir con el floculante. Para simular la circulación de agua blanca, el filtrado se recolectó después de la prueba y se reutilizó para la siguiente prueba de muestra. La temperatura de la muestra para toda la prueba se controló a 32°C.

Resultados Las Tablas 1-3 muestran los resultados para los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje y turbiedad de la pasta de papel OCC en diferentes niveles de adición de enzima, 5%, 1% y 0.2% en peso, respectivamente. Para estos experimentos, la pasta de papel OCC (CSF 220) se trató con la enzima (NOVOZYM® 51081), 0.681 kg (1.5 Ib) /ton de coagulante (BUFLOC® 5031) y 0.0908 kg (0.2 Ib) /ton (base de sólidos secos) de floculante (BUFLOC® 5511) diferente de la corrida de enzima de 0.2%, y también se incluyó 0.454 kg (1.0 Ib) /ton (base de sólidos secos) de microparticula (BUFLOC® 5461) (sílice coloidal aniónico) . Los resultados se muestran gráficamente en las Figuras 3-5, respectivamente .

Tabla 1 La Tabla 4 muestra los resultados para los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje de la pasta de papel Periódico y la turbiedad en un nivel de 1% en peso de adición de enzima. Para este experimento, el Periódico (CSF 50) se trató con 1% en peso de enzima (NOVOZYM® 51081), 1.816 kg (4.0 Ib) /ton (base de sólidos secos) de coagulante (BUFLOC® 5031), y 0.0908 kg (0.2 Ib) /ton (base de sólidos secos) de floculante (BUFLOC® 5511). Los resultados se muestran gráficamente en la Figura 6.

Tabla 4 Tabla 5 muestra los resultados para los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico en el drenaje y la turbiedad de la pasta de papel OCC en el nivel de adición de 1% en peso de enzima en el costo igual al coagulante regular sin adición de enzima. Para este experimento, la pasta de papel OCC (CSF 410) se trató con 1% en peso de enzima (NOVOZYM® 51081), 0.908 kg (2.0 Ib) /ton (base de sólidos secos) de coagulante (BUFLOC® 5031) y 0.0908 kg (0.2 Ib) /ton (base de sólidos secos) de floculante (BUFLOC® 5511) . Los resultados se muestran gráficamente en la Figura 7.

Tabla 5 Tabla 6 muestra los resultados para los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico, y el coagulante catiónico sin enzima, en el drenaje y turbiedad de pasta de papel OCC en la recirculación de agua blanca. Para este experimento, la pasta de papel OCC (CSF 410) se trató con II en peso de enzima (NOVOZYM® 51081) o sin enzima, 0.681 kg (1.5 Ib) /ton (base de sólidos secos) de coagulante (BUFLOC® 5031) y 0.0908 kg (0.2 Ib) /ton (base de sólidos secos) de floculante (BUFLOC® 5511) . Los resultados se muestran gráficamente en las Figuras 8 y 9.

Tabla 6 Ejemplo 2 Se examinaron las propiedades de drenaje y retención de composiciones adicionales que ejemplifican la presente invención.

Pasta de papel de Pulpa: La pulpa OCC refinada se obtuvo de un fabricante de cartón para revestidos, tal como Sonoco, Richmond, VA, como CSF 220.

Sustancias Químicas y Dosificaciones: El coagulante catiónico utilizado para los experimentos fue BUFLOC® 5031 (Buckman Laboratories International, Inc.), y la dosificación fue 0.681 kg (1.5 Ib) /ton (base de sólidos secos) para la pasta de papel OCC.

El floculante fue BUFLOC® 5511 (Buckman Laboratories International, Inc.), y se utilizó en una dosificación de 0.0908 kg (0.2 Ib) /ton (base de sólidos secos) para las pruebas. La enzima seleccionada fue NOVOZYM® 51081 de Novozymes en una dosificación de aproximadamente 1% en peso.

La enzima se premezcló con el coagulante catiónico antes de aplicarla a la pulpa en niveles de adición designados.

Procedimiento de Prueba: El procedimiento de prueba utilizado fue similar a aquel utilizado en el Ejemplo 1.

Resultados La Tabla 7 muestra los resultados para los efectos de la enzima combinada con el coagulante catiónico, y el coagulante catiónico sin combinación de enzima, y la enzima sin combinación de coagulante catiónico, en el drenaje y turbiedad de la pasta de papel OCC. Los resultados se muestran gráficamente en las Figuras 10 y 11, respectivamente. Los resultados muestran que el drenaje fue más grande y la turbiedad fue menor para la pasta de papel OCC tratada con enzima combinada con coagulante catiónico en todos los tiempos de circulación como es comparado con la pasta de papel tratada con el coagulante catiónico sin combinación de enzima y la pasta de papel tratada con enzima sin combinación de coagulante catiónico.

Tabla 7 Ejemplo 3 Se examinaron las propiedades de drenaje y retención de composiciones adicionales que ejemplifican la presente invención.

Sustancias Químicas y Dosificaciones: Los coagulantes catiónicos utilizados para los experimentos fueron poliamina catiónica de bajo peso molecular (BUFLOC® 5031, Buckman Laboratories International, Inc.), poliamidoamina-glicol (BUFLOC® 597, Buckman Laboratories International), y poliamina catiónica de bajo peso molecular (BUFLOC® 5551, Buckman Laboratories International, Inc.). La dosificación de coagulante fue 0.681 kg (1.5 Ib) /ton (base de sólidos secos). El floculante fue una poliacrilamida (BUFLOC® 5511, Buckman Laboratories International, Inc.), y se utilizó en una dosificación de 0.0908 kg (0.2 Ib) /ton (base de sólidos secos) para todas las pruebas. La enzima seleccionada fue NOVOZYM® 51081 de Novozymes. La enzima se premezcló con coagulante antes de la aplicación a la pulpa en niveles de adición designados. La microparticula utilizada fue BUFLOC® 5461, Buckman Laboratories International, Inc., en una dosificación de 0.454 kg (1.0 Ib) /ton (base de sólidos secos).

Procedimiento de prueba: Un Diseño Experimental Ortogonal en LgO4) se aplicó para esta experimentación. La estrategia de diseño experimental se muestra, por ejemplo, en Hinkelmann, K. , y colaboradores, (2008), Design and Analysis of Experimente. I and II (Second ed.), Wiley, ISBN 978-0-470-38551-7, and Ghosh, S., y colaboradores, (1996), Design and Analysis of Experiments. Handbook of Statistics, 13, North-Holland, ISBN 0-444-82061-2. Las variables e intervalos seleccionados se listan en la Tabla 8. Los resultados experimentales y el análisis para tanto el drenaje como la turbiedad se resumen en las Tablas 9 -10.

Un probador MüiTek™ RDF se aplicó para todas las pruebas de drenaje para medir el drenaje y la turbiedad. La consistencia de la pasta de papel de prueba fue 1.0%. El programa de adición de sustancia química fue adicionar el coagulante primero y seguir con el floculante. Para simular la circulación de agua blanca, el filtrado se recolectó después de la prueba y se reutilizó para la siguiente muestra de prueba. La temperatura de la muestra para la prueba se controló como es indicado.

Tabla 8. Variables y nivel Tabla 9. Diseño experimental y análisis para el drenaje El análisis estadístico del diseño experimental ortogonal se dirigió para poner en claro los niveles de significado de la influencia de todos los factores del proceso en el desempeño del drenaje. El Ki fue la suma del drenaje en el nivel (i). El valor ki para cada nivel de un parámetro fue el promedio de cuatro valores mostrados en la Tabla 9, y el valor de intervalo (R) para cada factor fue la diferencia entre el valor máximo y mínimo de los tres niveles. En base a los resultados del análisis de intervalo, la importancia de las contribuciones de los factores estudiados al drenaje por lo tanto se clasifica como sigue: Temperatura > Tiempo > tipo de Coagulante > dosificación de Enzima. El análisis similar para la turbiedad se muestra en la Tabla 10. El tiempo y la Temperatura mostraron impacto similar sobre la turbiedad, que son los factores más significantes para la turbiedad. El tipo de enzima y Dosificación mostraron menos impacto importante.

Tabla 10. Diseño experimental y análisis para turbiedad Con respecto al efecto sobre el drenaje, en base análisis de intervalo, el significado de todas las variables seleccionadas podría ser clasificado en importancia, desde más importante a menos, como sigue: a) temperatura; b) tiempo de contacto y tipo de coagulante; c) nivel de contenido de enzima en el coagulante. Dentro del intervalo experimental utilizado, el incremento del contenido de enzima de 5% a 10% en peso, y a 15% en peso, combinado con el coagulante catiónico no mostró efectos significantes sobre el drenaje logrado en el contenido de enzima menor, como se muestra en la Figura 12. El tiempo de contacto más largo normalmente mejora el drenaje, como muestra la Figura 13. La temperatura afecta el drenaje de la pasta de papel, como se muestra en la Figura 14. Sin embargo, se debe observar que la contribución de la temperatura al drenaje no es completamente adscrita a la enzima activada, ya que la temperatura más alta se cree que tiene efectos sobre la fluidez de la pulpa y el agua en cuanto a la velocidad de drenaje como se muestra en la Figura 16 en el caso sin enzima adicionada. El contenido de enzima en la combinación de coagulante/enzima se basa en los sólidos totales de coagulante y enzima, que significa que el incremento en el contenido de enzima da por resultado la reducción del contenido de coagulante. Puesto que la adición de enzima en este experimento varió de 5-15% en sólidos totales en la combinación de coagulante/enzima, el porcentaje de coagulante en la combinación varió de 95-85%. El resultado reveló que la enzima funcionó para aumentar el drenaje solamente cuando se pudo utilizar cantidad suficiente de coagulante. En ciertas dosificaciones de coagulante, la relación de enzima más alta en la combinación condujo a menor cantidad de coagulante adicionada en la pasta de papel de pulpa, y dio por resultado un drenaje menor. Para los experimentos mostrados en la Figura 16, algunas pulpas solamente se probaron con uno o el otro coagulante catiónico indicado (es decir, BUFLOC® 5031 o BUFLOC® 5551), pero no la enzima, y otras pulpas se trataron con una enzima combinada y un coagulante catiónico (BUFLOC® 5031). También, la selección del coagulante catiónico para la combinación con la enzima demostró algún efecto sobre los resultados del drenaje, como es indicado en la Figura 15. Entre los coagulantes probados, BUFLOC® 5031 mostró la mejor efectividad con la enzima en el drenaje, y los efectos en el drenaje observados con las pulpas tratadas con BUFLOC® 5551 y BUFLOC® 597 también se consideraron benéficos.

Con respecto a los efectos sobre la turbiedad, la turbiedad se puede utilizar para la aproximación de desempeño de retención. Los resultados se resumen en la Tabla 10 y se grafican en las FIGS. 17-20. Tanto el tiempo como la temperatura muestran efectos significantes sobre la turbiedad, pero muy diferente del efecto sobre el drenaje. La extensión del tiempo de la enzima en contacto con las fibras celulósicas incrementa el drenaje pero también incrementa la turbiedad, como muestra la FIG. 18. Globalmente, la temperatura más alta reduciría la turbiedad que implica la mejora en la retención como se muestra en la FIG. 19. La selección de coagulante catiónico también mostró efectos sobre los resultados de la turbiedad, las pulpas tratadas con BUFLOC® 5551 exhibieron la turbiedad más baja cuando se combinan con la enzima, y los efectos sobre ' la turbiedad observados con las pulpas tratadas con BUFLOC® 5031 y BUFLOC® 597 también se consideraron benéficos. El contenido de enzima parece ser un factor menor significante como es comparado con otros mencionados en la turbiedad, como muestra la FIG. 17.

Con respecto a la simulación de la recirculación de agua blanca y el impacto sobre el efecto de la enzima, una simulación preliminar de circulación de agua blanca se corrió para investigar el efecto de la enzima en la circulación de agua blanca. Los resultados se muestran como la FIG. 21. Un incremento aparente en el drenaje se observó cuando se corrió como una serie de pruebas utilizando agua circulada. Estos resultados indican que es una solución eficiente y factible extender el tiempo de contacto de la enzima con las fibras, que podría superar un obstáculo de la aplicación de enzima como un coagulante regular. Aunque no se desea que sea limitado a una teoría particular, se cree que la recirculación de agua blanca puede permitir tiempo adicionado para que las mejoras de desempeño sean más completamente obtenidas por la composición de enzima y coagulante catiónico, y pueden mostrar un beneficio de adicionar la composición después en el proceso.

Los solicitantes específicamente incorporan los contenidos completos de todas las referencias citadas en esta descripción. Además, cuando una cantidad, concentración u otro valor o parámetro se da como ya sea un intervalo, intervalo preferido, o una lista de valores preferibles superiores y valores preferibles inferiores, esto se va a entender que se divulgan específicamente todos los intervalos formados de cualquier par de cualquier límite de intervalo superior o valor preferido y cualquier límite de valor de intervalo inferior o valor preferido, sin considerar si los intervalos se divulgan por separado. Donde un intervalo de valores numéricos se cita en la presente, a menos que se establezca de otra manera, el intervalo se propone para incluir los puntos de extremo del mismo, y todos los números enteros y fracciones dentro del intervalo. No se propone que el alcance de la invención sea limitado a los valores específicos citados cuando se define un intervalo.

Será evidente para aquellos expertos en la técnica que varias modificaciones y variaciones se pueden hacer a las modalidades de la presente invención sin apartarse del espíritu o alcance de la presente invención. Así, se propone que la presente invención cubre otras modificaciones y variaciones de esta invención siempre y cuando vengan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes .

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para fabricar papel o cartón, caracterizado porque comprende: a) aplicar una composición que comprende enzima y coagulante catiónico a una pulpa de fabricación de papel para formar una pulpa tratada, y b) formar la pulpa tratada en papel o cartón; en donde las temperaturas de la pulpa tratada durante por lo menos sustancialmente un tiempo completo de contacto de la composición con la pulpa se mantiene en aproximadamente 30°C a aproximadamente 60°C y el tiempo de contacto es de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 150 minutos .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pulpa se mantiene a una temperatura o temperaturas abajo de aproximadamente 40°C antes de la aplicación de la composición a la pulpa.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición comprende de aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 99% en peso de enzima, y de aproximadamente 99% en peso a aproximadamente 1% en peso de coagulante catiónico, en una base en peso de sólidos secos.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la enzima es una enzima celulitica.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la enzima es celulasa, hemicelulasa, pectinasa, ß-glucanasas, CMCasa, amilasa, glucosidasa, galactosidasa, lipasa, proteasa, lacasa o cualquiera de las combinaciones de las mismas.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la enzima es endoglucanasa .

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el coagulante cationico es un coagulante de polímero orgánico cationico.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el coagulante cationico es una poliamina, poliacrilamida, poliamidoamina-glicol , polivinilamina, polietileno imina, cloruro de polidialildimetilamonio, poliacrilamida catiónica glioxalada, almidón cationico o cualquiera de las combinaciones de los mismos .

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el coagulante cationico es una poliamina, poliamidoamina-glicol, polivinilamina, polietileno imina, o cualquiera de las combinaciones de los mismos.

10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el coagulante cationico es un coagulante cationico inorgánico.

11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el coagulante catiónico es cloruro de polialuminio, sulfato de aluminio, partículas minerales de alúmina dispersables en agua, sulfato de aluminio, cloruro de aluminio, cloruro férrico, sulfato férrico, sulfato de polialuminio, silicato de sulfato de polialuminio, partículas minerales de alúmina catiónicas, o un sol de sílice coloidal catiónico, clorohidrato de aluminio o cualquiera de las combinaciones de los mismos.

12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición se adiciona a la pulpa en una cantidad de por lo menos aproximadamente 0.227 kg (0.5 libra) por tonelada en base al peso de sólidos secos de la pulpa.

13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende aplicar un floculante a la pulpa después de la aplicación de la composición a la pulpa y antes de la formación de papel.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el floculante se adiciona a la pulpa en una cantidad de por lo menos 0.00454 kg (0.01 libra) por tonelada en base a los pesos de sólidos secos de la pulpa.

15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el drenaje (g/50 seg) es por lo menos aproximadamente 5% más grande que el tratamiento de la pulpa sin la enzima.

16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la turbiedad (NTU) es por lo menos aproximadamente 5% menor que el tratamiento de la pulpa sin la enzima.

17. Un sistema de fabricación de papel, caracterizado porque comprende un suministro de pulpa de fabricación de papel, una unidad de procesamiento para formar la pulpa en un papel o cartón que comprende una criba para recolectar la pulpa y una unidad de procesamiento de formación de hoja de papel que recibe la pulpa desde la criba, un suministro de una composición que comprende una dispersión acuosa de enzima y coagulante catiónico y un dispositivo de alimentación de composición para alimentar la composición a la pulpa para la aplicación a la misma antes de la formación de papel, y un suministro de floculante y un dispositivo de alimentación de floculante para alimentar el floculante a la pulpa tratada corriente abajo desde donde se aplica la composición de enzima y coagulante catiónico a la pulpa, y un silo de agua blanca para recirculac'ión de agua blanca.

18. El sistema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la unidad de procesamiento para formar la pulpa comprende un cajón de mezcla en comunicación con el suministro de pulpa, una bomba de ventilador en combinación con el cajón de mezcla, la criba en comunicación con la bomba de ventilador, y una caja de cabezal como la unidad de procesamiento de formación de papel en comunicación con la criba

19. El sistema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el silo de agua blanca tiene una primera entrada en comunicación con el cajón de máquina, una segunda entrada en comunicación con la caja de cabezal, y una salina en comunicación con la bomba de ventilador.