Con el avance de la tecnología papelera y el creciente uso de pulpa de alto rendimiento y pulpa destintada, junto con un sistema de circulación de aguas blancas más cerrado, la química del extremo húmedo de la fabricación de papel se ha vuelto significativamente más compleja. Uno de los principales desafíos es la acumulación de residuos aniónicos (coloides con carga negativa y sustancias disueltas) que interfieren con la eficacia de los aditivos catiónicos utilizados en la fabricación de papel.
¿Qué es la basura aniónica?
Los residuos aniónicos se refieren a una mezcla de sustancias aniónicas disueltas y coloidales, como fibras degradadas, extractos, rellenos y residuos químicos. Estas sustancias pueden alterar el equilibrio de carga, reducir la eficiencia de retención y drenaje, y aumentar el consumo de productos químicos en el proceso de fabricación de papel.
El enfoque óptimo para gestionar los residuos aniónicos es minimizar su formación, pero debido a la complejidad de las materias primas y los sistemas de procesamiento, su presencia a menudo es inevitable.
Función de los captadores de basura aniónica (ATC)
La forma más eficaz de mitigar el impacto de los residuos aniónicos es pretratar la pulpa con captadores de residuos aniónicos (ATC) o fijadores. Estos son polímeros catiónicos de alta densidad de carga y bajo peso molecular que pueden neutralizar o adsorber sustancias aniónicas.
Los tipos comunes de ATC incluyen:
- ATC inorgánicos: como el sulfato de aluminio (alumbre) y el cloruro de polialuminio (PAC)
- ATC orgánicos: como polietilenimina (PEI) y PoliDADMAC
Principio de funcionamiento de los ATC
Los ATC funcionan mediante la neutralización de carga y la floculación puente, capturando sustancias aniónicas solubles y fijándolas a fibras o rellenos. El momento de adición de los ATC es crucial; generalmente se añaden antes que otros aditivos catiónicos para evitar interferencias.
ATC comunes en la fabricación de papel
1. Sulfato de aluminio (alumbre)
El alumbre, un ATC de bajo costo, es efectivo en condiciones ácidas pero pierde su carga catiónica en pH neutro o alcalino, lo que limita su uso en los sistemas modernos de fabricación de papel.
2. Cloruro de polialuminio (PAC)
El PAC mantiene una alta carga catiónica en un amplio rango de pH y es más eficiente que el alumbre en sistemas neutros a alcalinos. Su uso como ATC inorgánico es cada vez más frecuente.
3. Polietilenimina (PEI)
El PEI es un polímero catiónico con una estructura ramificada que ofrece un excelente rendimiento en un rango de pH de 6 a 9. Las versiones modificadas ofrecen una densidad de carga aún mayor. El PEI no solo captura residuos aniónicos, sino que también mejora la retención y reduce la pérdida de aguas bravas.
4. PoliDADMAC – Azfc® PD40
PolyDADMAC es un polímero de alta densidad de carga y bajo peso molecular que destaca como ATC. Su eficacia ha sido ampliamente documentada, mostrando mejoras sustanciales en la retención del relleno cuando se utiliza antes del almidón catiónico o la poliacrilamida. Sin embargo, una sobredosis puede causar inversión de carga y reducir la retención.
5. Otros ATC
- Bentonita Modificada: Actúa como adsorbente en combinación con PAM catiónico para sistemas de doble retención.
- Sulfato de silicato de polialuminio: aún no se utiliza mucho en la fabricación de papel.
- Óxido de polietileno (PEO): Polímero no iónico que captura partículas finas y rellenos mediante enlaces de hidrógeno en lugar de neutralización de carga. Eficaz en entornos con alto contenido de residuos aniónicos.
Conclusión
Los residuos aniónicos plantean importantes desafíos en los sistemas modernos de fabricación de papel, especialmente en entornos altamente cerrados, de neutros a alcalinos. Seleccionar el ATC adecuado es esencial para optimizar la química del extremo húmedo. Entre las opciones disponibles, PolyDADMAC (Azfc® PD40) destaca por su alta eficiencia y amplia aplicabilidad.
Al incorporar estrategias eficaces de recolección de basura, las fábricas pueden reducir el consumo de aditivos, mejorar la retención y el drenaje y estabilizar los procesos de fabricación de papel.
