Descargar como PDF, PPTX
Subido porNelson Izaguirre Laya
Seminario Tissue control stickies
Este documento define stickies y clasifica sus tipos. Explica los problemas que causan los stickies como brote revestido y defectos en el papel. Describe estrategias para el control de stickies que incluyen dispersión, pasivación y fijación para eliminar stickies de manera efectiva mediante el uso de química y procesos de limpieza.
Más contenido relacionado
Seminario Tissue control stickies
- 1. ©Nalco Company •All Rights Reserved Paper Services Division March 19, 2004 Seminario Tissue Control de Stickies
- 2. 2 Definición de Stickies Tipode stickies Problemas causados por stickies Control de Stickies Nalco Casos historicos Otros programas disponibles Agenda
- 3. 3 Resinas Sinteticos Naturales PitchBindersStickies Tintas Contaminantes PitchBlanco Stickies Latex SBR PVAc Acrilato de Vinilo Hot Melt Adhesivos Ceras Agentes Encolantes Acidos Grasos Acidos Resinicos Acidos Estéricos Alcoholes Grasos Ceras
- 4. 4 Clasificación de Stickies MACRO >100microns MICRO <100 microns SUBVISABLE 5 - 50 microns Colloidal < 5 microns PRIMARY/SECONDARY Insoluble/Dispersible POTENTIAL Soluble STICKIES Washing / RetentionWashing / Floatation Screening / Cleaning Detactification / Dispersion / Barrier Fixative Change in physico- chemical environment
- 5. 5 Primario (conocido como“macro”) Partículas de stickies mayores a (>10 mm) esto resulta del rompimiento en el pulper de tintas, binders, coatings y resinas Secundario (tambien “micro”) Son coloidales y se convierten en contaminantes solubles (<10 mm) ellos pueden ser inestables y se aglomeran formando depositos Visibles Mayores que 50 mm Clasificación de Stickies
- 6. 6 Qué es Pitch Extractivosde la madera Bajas concentraciones en fibras recicladas Depende del proceso de pulpeo Suspensión coloidal de resinas de la madera Hidrofóbicos Carga Negativa Emulsificable en aceite o agua bajo ciertas condiciones 0,2 – 2,0 mm de particulas esféricas Aglomerados pegajosos de color oscuro
- 7. 7 Stickie Coloidal defibras Kraft
- 8.
- 9. 9 Componentes del Pitch SaponificablesNo Saponificables Acidos grasos Acidos resinicos Esteres grasos Ceras Alcoholes Grasos Estetes Alcoholes de terpenos Saponificación Formación de sales de sodio Facilita la disolución Mejora el proceso de lavado
- 10. 10 Wood Resin FattyFatty Species Acids Acids Esters Unsaponifiables Jack Pine 33-39 8-11 38-47 12-13 Slash Pine 25-31 3-22 43-58 7-12 Longleaf Pine 30-41 3-8 40-60 7-11 Black Spruce 31 0 42 21 Norwegian Spruce 24 8 41 20 Douglas Fir 48 28 6 18 Balsam Fir 3 37 31 32 Eastern Larch 0 0 53 47 White Birch 3 9 52 33 Silver Birch 0 3-12 58-87 10-32 Trembling Aspen 0 35 50 14 * Percent composition based on ether-soluble extract Composición de diferentes maderas
- 11. 11 Problemas Causados porPitch Broke revestido Formación de white Pitch En la sección de prensas Rodillos en contacto con el lado papel Regletas cajas de vacío Defectos en el papel y desempeño de aditivos Ayudantes de retención (concentración de pigmentos) Aditivos para resistencia (material hidrofóbico) Tamaño de las partículas (basura anionica)
- 12. 12 Estratégias para controlde Stickies Sistemas Abiertos Dispersion Lavado en procesos de engrosadores Adsorción Sistemas Cerrados Dispersión en el sistema de água Retención sobre las fibras
- 13. 13 White Pitch deBroke revestido
- 14. 14 White Pitch deBroke revestido
- 15. 15 Componentes del Coating Pigmentos(85-90%) Clay, CaCO3, TiO2, pigmentos plásticos Lavado en procesos de engrosadores Permite una estructura porosa de alta area superficial Adhesivos o Binders (10-15%) Natural: Almidón Sintetico: SBR, PVAC, acrilatos Reforzar las propiedades de las hojas, unen los otros aditivos Insolubizantes (<2%) Formaldehido, glyoxal : Hace el coating menos sensible al agua Plastificantes, cera : Mejoran la flexibilidad del coating Modificadores de viscosidad : CMC, viscosidad retención de agua Dispersantes: Polifosfatos, lignofosfatos Preservantes : Biocidas Antiespumantes
- 16. 16 Consideraciones sobre influenciade los Recubrimientos en los stickies Desarrollo de las propiedades como stickies Depende de la temperatura Principal indicador es el Tg : Temperatura de transición, donde un material pasa de “pegajoso” para un polímero duro. Este concepto es importante en donde se ha identificado un material puro como principal contaminante Normalmente hay mezclas de contaminantes La temperatura de transición es una resultante de la proporción de cada contaminante No existe una diferencia de temperatura estándar, depende del punto de la máquina y los procesos siguientes
- 17. 17 Contaminantes de laFibra Reciclada Definición Tipo de stickies Problemas causados por contaminantes Control de Stickies Nalco Casos historicos
- 18. 18 Problemas causados porlos Contaminantes de la Fibra Reciclada Afecta la calidad del Papel Incrementa el conteo de pintas y baja la blancura Agujeros en el papel (picking) Reducción de la resistencia por interferencia de contaminantes hidrofobicos con los enlaces H-H Variaciones en la retención Incremento de costos Pobre runnability de la máquina – roturas de papel, picking Escesiva perdida de tiempo por lavados Costo excesivo por cambio de fieltro y malla Aumento de costo por aumento de la necesidad de depuración
- 19. 19 Tipos de Contamiantesy Fuentes EVA Waxes Polyamides Polyethylene Modified Wood Resins Polyisoprene Polyester SBR Vinyl Acrylates Polybutadiene Natural Rubber Polyvinyl Butyral Styrene Acrylate PVAc THERMOPLASTIC INKS Hot melt PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE
- 20. 20 Stickies primarios ysecundarios
- 21.
- 22. 22 Mecanísmos de deposiciónde stickies Efectos Físicos Diferencias de Temperatura Agitación hidrodinámica Evaporación Prensado y secado Aire disuelto Efectos Químicos Dureza del água Aglomeración pH de la fibra
- 23.
- 24.
- 25. 25 Check List parasolución del Problema Busque Choques o cambios bruscos pH, Dureza o temperatura En sistemas de aditivos, duchas y sistemas de limpiezas Control de Espuma Retención, Drenaje y Formación Debe ser optimizada y no maximizada Mejorar distribución de materiales en la dirección Z Maximizar el drenaje Mantener buenas prácticas de limpieza de la máquina Wet End • Analizar el sistema de aditivos químicos • Encontrar y optimizar el “riñón”de la máquina
- 26. 26 Soluciones Globales Control deSlime Control de contenido de aire – control de espuma Control de retención y drenaje Control de scale - depósitos Control de aditivos para resistencia Control de procedimientos de limpieza Chequeo de choques en el sistema Chequao de los aditivos y puntos de dosificación Ir para programas Globales
- 27. 27 Procedimiento Nalco parasolución del Problema Máquina Survey Selecc. Programa Monitoreo 1 2 3 4 Identificación Problema Paso de descubrimiento Involucra bastante gente Que, Donde, Cuando, Por qué Diseñar y entender los flowsheets Check Choques, Cleaness, Espuma, determinar origen problema Conocer las buenas practicas, seleccionar programas Correr una prueba en planta, hacer acuerdo de monitoreo
- 28. 28 1 Identificar Problema Ver puntos devista de laboratorio/producción Donde se observan los depositos ? Cuando pasa el problema, cuando comienza ? Cuales son las consecuencias ? Que ha sido probado ? Que ha cambiado en el proceso ? Encontrar cosas en común PM#1 vs PM#2 Checar los libros de producción Analizar los depósitos y defectos Paso de descubrimiento Involucra bastante gente Que, Donde, Cuando, Por qué
- 29. 29 Survey Máquina2 • Hacerdiagramas de flujo actuales con todos los aditivos utilizados incluyendo los puntos de dosificación Sistema de pulpa y Sistema de agua • Hacer un survey de la máquina para encontrar choques Muestras: HB, WW, antes/después screens, caja nivel, Tanques de la máquina, pulpas (broke y recuperado), Antes y despues de los aditivos Herramientas: Demanda Cationica, turbidez, pH, T°C, conteos de pitch, dureza, Alcalinidad, ORP • Determinar el problema (Control de Hipotesis): Resinas/Stickies, Adición de químicos, tamaño de particulas (<50µ fijación >150 pasivación) Diseñar y entender los flowsheets Check Choques, Cleaness, Espuma, determinar origen problema
- 30.
- 31.
- 32.
- 33. 33 Hemacitómetro • Contar 5cuadrados predeterminados • Calcular A ( Numero promedio de particulas/Cuadrado) • Concentración de Stickies (PPC= AxC/V) C=Factor de corrección de profundidade = 1.1 V= Volumen del líquido sobre cada cuadrado de 50x50 Micron= 2.5 x 10 (-7) • PPC = A x 1.1/2.5 x 10 (-7) Que es igual: A x 4.4 x 10(6) Pitch Particles/ML
- 34. 34 Tissue Mill "A"- Colloidal Contaminant Mapping 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 DNT Washer Inlet DNT Washer Accepts Clarified Machine Water Bleach Tower Inlet Bleach Tower Outlet #1 Post- Refiner #1 Machine Chest #1 Headbox #1 Tray #2 Post- Refiner #2 Machine Chest #2 Headbox #2 Tray Turbidity Survey Global
- 35. 35 Tissue Mill "A"- Hydrophobic Micro Contaminant Size Mapping 0 2 4 6 8 10 12 14 DNT Washer Inlet DNT Washer Accepts Clarified Machine Water Bleach Tower Inlet Bleach Tower Outlet #1 Post- Refiner #1 Machine Chest #1 Headbox #1 Tray #2 Post- Refiner #2 Machine Chest #2 Headbox #2 Tray Avg.AgglomerateNo./viewingfield 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Avg.AgglomerateSize(microns) Avg. Agglomerate Number Avg. Size (microns) 50 50 70200 50 110 30 110 60 70 40 Largest Size Agglomerate Observed in Sample200250 Survey Global
- 36. 36 Mill Stickies Profile- Stickies Particle Size vs. Turbidity 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Pulper FineScreen Acc FloatCellIn FloatCellAcc GyroCleaner Acc DoubleWire Press HDStorage Machine ChestOutlet PMHeadBox PMww Location ParticleSize(maximum; microns) 0 200 400 600 800 1000 Turbidity(FTU) Max Size Turbidity
- 37. 37 MANISTIQUE PAPERS: LargeParticle Count (>10 microns) vs. Turbidity 0 200 400 600 800 1000 1200 Pulper FineScreen Acc FloatCellIn FloatCellAcc GyroCleaner Acc DoubleWire Press HDStorage Machine ChestOutlet PMHeadBox PMww Clarww Location Turbidity(FTU) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 LareStickiesParticleCount Turbidity Large Part Count
- 38. 38 Program Design3 • Correrpruebas de laboratorio para seleccionar el mejor programa Muestras Broke, pulpa de los tanques, fibras contaminadas Herramientas Pruebas de carga: Demanda cationica o potencial Z, Turbidez (sube o baja) Microscopia, Pruebas de repulpeo • Seleccionar la quimica adecuada Resultados de laboratorio Experiencia – casos historicos Proponer un programa con base en los tres elementos Conocer las buenas practicas, seleccionar programas
- 39. 39 Approach Nalco Tradicional Dispersar Fijar/Eliminar enel papel Recientes – Tres elementos Dispersión Pasivación Fijación
- 40. 40 DISPERSION FIXATION 1 2 PASSIVATIONRETENTION WIRE PASSIVATION CENTER ROLL RELEASE Reduce tendency for agglomeration Retain them in the sheet -avoid recirculation- 3 Barrier chemistry: “On the spot” treatment of the problem Control Quimico
- 41. 41 Scandinavian OCC European OCC AmericanOCC Recovered Paper for DIP Chemical Pulp Mechanical Pulp Office Waste Mixed Waste + + Fixation Dispersion / Passivation + Fixation Passivation of surfaces Estrategias de Control
- 42. 42 Estratégias para controlde Pitch Fragmentation Dispersion Agitación + Dispersantes + Coagulante + Ayudantes de retención pasivación Fijación en la fibra Detackifier Coagulante Mal
- 43. 43 Concepto de lostres elementos Estratégia para control total de pitch Aprovechar sistemas de limpieza Eliminar contaminantes cuando son suficiente grandes Saber el tamaño de los contaminantes Dispersar y detaktificar en disperger o refinador Usar energia para mejorar la dispersión Usar química para estabilizar y pasivar los stickies Fijación en el papel – Retención Pasivar superficies para evitar deposición Mantener superfícies limpias Buenas prácticas de condicionamiento
- 44. 44 Screens Finos (0.004-0.008”slots) Remoción con base en el tamaño de la partícula La remoción mecánica es mas eficiente para particulas consideradas macrostickies (primarios > 150 mm) stickies se pueden deformar y pasar a través de los screens Cleaners centrifugos Remoción con base en la diferencia de densidad Pobre remoción de contaminantes con gravedad específica Cerca a 1.0 Remoción Mecánica
- 45. 45 Remoción Mecánica Lavado Remoción conbase en el tamaño Remoción de microstickies (primarios < 20 mm) Flotación Remoción con base en la hidrofobicidad Se hace que se peguen a las burbujas Tamaño promedio de remoción 40-80 mm DAF para limpiar el agua del sistema Remueve los sólidos de todos los tamaños Duchas de alta presión - PM Mantienen el fieltro y la malla limpios tambien los rodillos
- 46. 46 Concepto de lostres elementos Estratégia para control total de stickies Aprovechar sistemas de limpieza Optimizar el funcionamiento de screens y depuradores Promover los tamaños adecuados para cada etapa Promover la salida de contaminantes
- 47. 47 Mechanical Removal • FineScreens (0.004-0.006” slots) Most efficient mechanical removal Macro stickies (primarily > 150 mm) Stickies can deform to pass through slots Agglomeration can occur downstream
- 48. 48 Mechanical Removal • Centrifugalcleaners Based on density difference Poor stickies removal efficiency Specific gravity close to 1.0 Not as efficient for small contaminants
- 49. 49 • Washing Microstickies removal(primarily < 20 mm) Fiber loss a problem Gravity Decker Double Nip Thickener Mechanical Removal
- 50. 50 Mechanical Removal • DAFto clean process water from reverse cleaners, washing, flotation removes solids of all sizes colloidal contaminants difficult and expensive to remove Mechanical Removal
- 51. 51 High Pressure ShowerRotation Felt Direction Incorrect jet direction for all speeds Felt Direction Correct jet direction for speed < 800 m/min Felt Direction Correct jet direction for speed > 800 m/min
- 52. 52 Why Positive Impingement? Felt Sheet Side Opening/Fluffing Felt Felt Direction Felt Direction Felt Sheet Side Closing the Felt Positive Impingement Negative Impingement
- 53. 53 Jet Efficiency versusFelt Distance 10 - 15 cm 15 - 20 cm 20 - 25 cm > 25 cm Continuous Stream (ideal droplet distribution) Beginning of breakdown (1/3 of the stream is intact) Fully developed water drops (discontinuous stream) Low energy mist
- 54. 55 High Pressure ShowerIncorrect Rotation
- 55. 56 High Pressure ShowerToo Close
- 56. 57 Uhle-Box Lube ShowerPosition AIR Correct Lube water properly applied will optimise vacuum efficiency, dewatering rates and lubrication of the felt and uhle-box Spray 2.5 - 5 cm in front of the uhle-box Low AIR Lube water will not reach the felt. This reduces vacuum efficiency, dewatering and lubrication of the felt and uhle-box. Early Lube water will absorb into the felt. This reduces vacuum efficiency, dewatering and lubrication of the felt and uhle-box AIR
- 57. 58 Lube Shower TooClose
- 58. 59 Lube Shower CorrectPosition
- 59. 60 Non-Optimal Shower WaterDistribution
- 60. 61 Uhle-Box Lube ShowerPosition AIR Correct Lube water properly applied will optimise vacuum efficiency, dewatering rates and lubrication of the felt and uhle-box Spray 2.5 - 5 cm in front of the uhle-box Low AIR Lube water will not reach the felt. This reduces vacuum efficiency, dewatering and lubrication of the felt and uhle-box. Early Lube water will absorb into the felt. This reduces vacuum efficiency, dewatering and lubrication of the felt and uhle-box AIR
- 61. 62 Lube Shower TooClose
- 62. 63 Lube Shower CorrectPosition
- 63. 64 Non-Optimal Shower WaterDistribution
- 64. 65 Concepto de lostres elementos Estratégia para control total de stickies Dispersión y Pasivación Hacer los stickies mas hidrofóbicos Reducir la capacidad de depositarse Reducir las particulas para mejorar la estabilidad coloidal Fijar los contaminantes en la fibra Importante el control de carga Uso de programas de retención
- 65. 66 Concepto de lostres elementos Estratégia para control total de stickies Barrier Chemistry Estratégias de condicionamiento de fieltro y malla MOC sistemas mecánicos y operacionales Determinar donde existen factores que hacen depositar stickies Seleccionar la estratégia de limpieza Monitorar procedimientos operativos Establecer procedimientos en paradas y cambio de grado
- 66. 67 Químicas Disponibles Medium Charge/ Medium Molecular Weight Polymer FLOCCULANTS COAGULANTS HYBRIDS
- 67. 68 SOLUBLE EN ACIDO YSOLVENTE • ASA hidrolizado SOLUBLE EN ACIDO • carbonato de calcio • ácido abietico • sales de ácidos grasosas • RH - UF/MF SOLUBLE EN ALCALINO Y SOLVENTE • brea • emulsión de ASA • AKD hidrolizado • pitch • RH - poliamida SOLUBLE EN ALCALINO • pitch (ácidos grasosas) • babazas microbiológicas • RS • lignino • almidón SOLUBLE EN ACIDO Y ALCALINO • hidroxido de aluminio SOLUBLE EN SOLVENTE • stickies • EBS • latex • grasas y aceites • asfalto • ceras • amidasINSOLUBLES • dioxido de titanio • celulosa • caolin • silice • talco • carbonato de calcio (marmolizado) Solubilidad de los Contaminantes
- 68. 69 SOLUBLE EN ALCALINO YSOLVENTE • 1702 • 7581 SOLUBLE EN ACIDO Y SOLVENTE • 2613 • 2609 • 2666 SOLUBLE EN ACIDO • 2622 • 4210 • 2616 • 2624 • 2623 • 854 • 8933 SOLUBLE EN ALCALINO • 2633 • 2660 • 1719 • 7577 • 7680 • 2602 • 12 • 2640 • 1570 • 2679 SOLUBLE EN ACIDO Y ALCALINO • 1570 • 7680 • 12 • 2609 • 2623 • 2624 SOLUBLE EN SOLVENTE • 8602 • 2626 • 1551 • 1620 • 1624 • 2607 Productos Específicos
- 69. 70 Material Effects ofChemicals Acid Alkali Organic Solvent Polyester Resistant, Disintegrated by 96% sulfuric acid Little effect if cold, Disintegrated by hot strong alkali Unaffected except for some phenolic- based compounds Nylon Resistant to weak acids Decomposed by strong mineral acids Little effect Resistant Aromatic Nylon (Nomex/Kevlar) More resistant to mineral acids than nylon Little effect Very resistant Fiberglass Resistant Attacked by strong phosphoric acid Destroyed by strong alkali and weak hot alkali Negligible Acrylics Resistant Resistant to weak alkali Destroyed by strong alkali Negligible Depende del Material del Fieltro
- 70. 71 Algunas otras herramientasde laboratorio Metodos Filtración = Turbidez Medición de carga. Titulación, Zeta, Mutek Microscópio = Hemacitometro Platos calientes = adhesividad de los stickies Survey Nalco Filtración = Turbidez, Coloidal Hemacitometro – Cantidad de stickies Análisis Microscópico – Tipos de stickies/pitch
- 71. 72 Dispersión (dispersantes, surfactantes,agentes rehumectantes) Reducir el tamaño de la particula Reducir el potencial de deposición Energía mecánica es necesaria para la dipsersión disperser, refinador, or pulper retención/ se necesitan purgas – stickies y pitch se pueden acumular en el sistema y salir de emulsión Productos 8683 01PO062 7667 64040 - “Wax Dispersant” PP10-3074, PP10-3148 Programas Químicos
- 72. 73 Pasivación Adsorción en lasuperfície del stickie Altera sus propiedades superficiales – “acaba” con adherencia Estabiliza después de diluciones sucesivas Menor potencial de aglomerarse Mayores limitaciones de los stickies Deformación expone nuevas superfícies Contaminantes aumentan en sistemas cerrados Productos SURROUND Plus (saponite) – pasivador mineral 02PO146 – polimero específico para pasivación SURROUND 1017 – Donde existen mayores problemas en conversión 650P Soluciones Químicas
- 73. 74 Nalco Contaminant Control •Fijación Coagulantes fijan particulas pequeñas a las fibras Usados en conjunto con programas de retención pueden fijar los finos a las fibras Polimeros hibridos pueden hacer coagular/flocular Sensitivos a la agitación • Productos Coagulants - 2020, 2030, 62010, 7607, 7655 Hybrids - 7527, 5200 Soluciones Químicas
- 74. 75 Nalco Contaminant Control •Programas de barrera (surfactantes/coagulantes) Tratar los sintomas Inhibir la deposición en mallas fieltros y rodillos Los coagulantes forman complejos con las sustancias anionicas y evitan la deposicióm Existen mezclas de productos surfactantes/coagulantes para sistemas que no son tan anionicos • Productos Nalcoat 2610 Nalcoat 02PK147 Nalcoat 2682 (coagulant only) Nalcoat LB629 Soluciones Químicas
- 75. 76 Mayor Porcentaje de MaterialInorgánico Y organico soluble en Ácido o alcali Directamente Carbonato Resinas Stickies Casi 70% de los No-solubles son Inorganicos Mayor parte Soluble en álcali: Almidon, lignina, resistencia seco, pitch Acido: Resinas UF MF Carbonato La mitad de los Inorganicos Que no es carbonato tiene presencia De calcio tambien Mayor Porcentaje de Material Inorgánico Y organico soluble en Ácido o alcali Directamente Carbonato Resinas Stickies Casi 70% de los No-solubles son Inorganicos Mayor parte Soluble en álcali: Almidon, lignina, resistencia seco, pitch Acido: Resinas UF MF Carbonato La mitad de los Inorganicos Que no es carbonato tiene presencia De calcio tambien
- 76.
- 77.
- 78.