Caracterización y eliminación de la materia disuelta y coloidal en la fabricación de papel reciclado

Resumen

La creciente utilización del papel recuperado como materia prima para la fabricación de papel implica la necesidad de extender los límites actuales del reciclado de papel. En este sentido, la optimización del proceso de fabricación para eliminar al máximo los contaminantes y fabricar así papel reciclado de mayor calidad con un papel recuperado cuya calidad disminuye con el tiempo, es la clave para que este sector industrial siga siendo competitivo. Por tanto, el objetivo de esta tesis doctoral es la caracterización y la reducción de los contaminantes más problemáticos, especialmente aquellos en forma disuelta y coloidal (MDC), de forma que se minimicen los problemas operacionales y de calidad del producto final consecuencia de los mismos. En primer lugar, se ha determinado cómo y sobre qué contaminantes afecta de forma prioritaria el cierre de los circuitos de agua, aplicándose después los datos obtenidos a una simulación del proceso, que considera una liberación de contaminantes dependiente de la carga contaminante de las aguas. Se ha demostrado que la materia orgánica se acumula, en general, en mayor medida que la inorgánica aunque hay sales específicas, especialmente aniones (p. ej.: sulfatos o cloruros), que se acumulan más rápidamente.En segundo lugar, se ha profundizado en el análisis de los compuestos formadores de depósitos adherentes. Primero, se ha propuesto y aplicado un método de cuantificación integral, basado en la aplicación conjunta de diferentes métodos de cuantificación, en el que cada método ofrece información complementaria a los otros. Después, a partir del análisis de los depósitos, se ha determinado cuáles son los compuestos predominantes (recalcitrantes) y cuál es su comportamiento en una línea de producción, incluyendo la identificación de su origen en el cartón de las materias impropias que acompañan al papel recuperado. Estos compuestos son: acetato de polivinilo, poliacrilatos, productos derivados del estireno, ácidos grasos y resínicos y sus correspondientes ésteres. En tercer lugar, se han estudiado dos alternativas para minimizar la acumulación de estos contaminantes en las aguas. Una opción es la optimización del uso de los aditivos de pulpado. Se ha demostrado que la reducción del consumo de aditivos, especialmente hidróxido sódico, minimiza la carga contaminante liberada a las aguas y que la presencia de materias impropias en el papel recuperado es una de las fuentes más importantes de contaminantes. Otra opción es la utilización de la flotación por aire disuelto (FAD) como tratamiento interno de las aguas. Para ello se ha llevado a cabo la optimización de la química de la FAD mediante el uso de nuevos coagulantes (basados en la sinergia entre sales de aluminio y polielectrolitos catiónicos) y mediante la optimización de la densidad de carga de aditivos convencionales (poliacrilamidas). Los resultados obtenidos indican que la optimización del tratamiento químico en la FAD permite una mayor eliminación de MDC, lo que se ha constatado también a nivel industrial. Por último, el estudio del proceso de floculación mediante la técnica FBRM permite predecir la eficacia de diferentes tratamientos químicos en la FAD.