Download destintado por flotación de papel reciclado en medio neutro

DESTINTADO POR FLOTACIÓN DE PAPEL RECICLADO EN MEDIO
NEUTRO APLICANDO TENSOACTIVOS BIODEGRADABLES
Belkis Coromoto Sulbaran Rangel1, José Turrado Saucedo2, Ricardo Manríquez González y Juan
Carlos Meza Contreras.
Universidad de Guadalajara México, Centro Universitario de Ciencias Básicas e Ingeniería,
Departamento de Madera Celulosa y Papel “Ing. Karl Augustin Grellmann” Km 15.5 Carretera
Guadalajara - Nogales, 04171 Zapopán, Jalisco, México + 52 33 36820110 ext. 118 o 122.
1
[email protected], [email protected]
RESUMEN
El proceso de destintado en medio alcalino por su naturaleza química genera disolución de
componentes de las fibras que impacta negativamente sobre el ambiente. Los productos químicos
empleados en el proceso juegan un papel determinante en el destintado debido a que mediante
mecanismos físico-químicos permiten llevar a cabo la separación y eliminación de los pigmentos de
tintas de la superficie del papel. En la presente investigación, sobre destintado en medio neutro se
emplean tensoactivos con potencial biodegradable del tipo alcoholes grasos etoxilados (AGE). Los
resultados de la eficiencia en destintado de este trabajo incluyen Factor de reflectancia (FR 457 nm),
color (CIEL*a*b*), número de partículas no eliminadas (Partículas/m2) y porcentaje de eliminación de
ceniza. De acuerdo con esto, los valores de FR 457 nm en condiciones neutras fueron superiores en
(± 3%) a los obtenidos en el proceso de destintado alcalino. El número de partículas no eliminadas en
el destintado en medio neutro en el mejor de los casos fue 50% menor que en medio alcalino. En
cuanto a la remoción de sustancias inorgánicas tomando como base el porcentaje de ceniza
separado por la espuma se registran incrementos mayores al 10% en el destintado neutro que el
destintado alcalino. Los efluentes generados en el destintado en medio neutro mostraron a través de
pruebas de DBO5, DQO e IB ser más biodegradables en un 10% aproximadamente que los efluentes
del destintado en medio alcalino. Estos resultados muestran que el destintado en medio neutro
aplicando alcoholes grasos etoxilados presenta una eficiencia en la eliminación de pigmentos de las
tintas superior al destintado alcalino, con efluentes menos contaminantes.
PALABRAS CLAVES: Destintado en medio neutro, tensoactivos biodegradables, alcoholes grasos
etoxilados, DBO5 y DQO.
DEINKING BY FLOTATION UNDER NEUTRAL CONDITION OF PAPER
RECYCLING USING BIODEGRADABLE SURFACTANTS
ABSTRACT
The deinking process in alkaline suspention for its chemical nature generates dissolution of fibers
components that strikes negatively on the environment. The chemical products used in the process
play a determinant role in deinkig due to the fact that by means of physicist - chemist mechanisms
allow to carry out the separation and elimination of ink pigments. This investigation is about the
deinking flotation process under neutral condition using biodegradable surfactants type ethoxylated
fatty alcohol (AGE). The results of deinking efficiency in this work include brightness at 457 nm, color
(CIE L*a* b*), dirt particle count (particles number/m2) and ash elimination (%). Accordingly, the
brightness values under neutral condition were higher (± 3%) than the values of alkaline deinking
process. The particles number of not eliminated during the deinking process in neutral conditions were
50 % lower than alkaline deinking. The removal of inorganic substances, based on the percentage of
ash separated by the foam, increases at 10% in the neutral deinking over the alkaline deinking. The
effluents generated in the deinking process under neutral condition showed through DBO5, DQO and
IB to be more biodegradable (≈10%) than the deinking process under alkaline condition. These results
show that the neutral deinking using ethoxylated fatty alcohols is more effective in removing pigment
inks and cleaner effluents than the alkaline deinking.
KEY WORD: Neutral deinking, biodegradable surfactants, fatty alcohols ethoxylated, DBO5 and COD.
INTRODUCCIÓN
La utilización de papel reciclado como materia prima para la fabricación de papel presenta numerosas
ventajas ambientales, económicas y sociales. Como la disminución de papel de desperdicio en los
basureros y la reducción del uso de madera para la fabricación de papel disminuyendo así, el impacto
relacionado a la explotación de recursos forestales (Area, 2008). El papel reciclado presenta retos
importantes para su aprovechamiento a consecuencia del envejecimiento de las fibras, la presencia
de contaminantes originados por los aditivos empleados en los proceso primario de fabricación
(cargas, rellenos, adhesivos, etc.), tipo de impresión, así como por las condiciones de uso y su
disposición final (basureros y rellenos sanitarios).
En la fabricación de papel a partir de papel reciclado se busca obtener fibras limpias, esta operación
incluye: depuración, destintado y pasivación de stickies (compuestos resinosos coloidales). El
destintado hasta ahora generalmente se efectúa en medio alcalino y demanda el uso de reactivos
químicos alcalinos para hacer más eficiente el proceso (Ferguson, 1992), esto tiene un impacto
negativo sobre el ambiente, ya que los efluentes generados son difíciles de tratar debido a que
presentan contaminantes como adhesivos, pigmentos de tintas, resinas, productos químicos, finos
orgánicos, etc. En este sentido se han logrado notables progresos, pero falta aún mucho por hacer,
particularmente en lo que respecta a tecnologías más limpias de destintado (Vargas, 2005).
En la actualidad el destintado en medio neutro es el tema de estudio de mayor interés en lo que se
refiere a las nuevas tecnologías de uso de papel reciclado (Bobu, 2007; Haynes, 2005; Hoang, 2007),
así el presente trabajo se enfoca en esta temática, debido a lo poco amigable que es el destintado
alcalino con el medio ambiente (Turrado, 1988; Jobbins, 1996; Rosencrance, 2005). Sus principales
diferencias con respecto al destintado tradicional (medio alcalino) se pueden apreciar en no aplicar
reactivos químicos alcalinizantes y en modificar algunas condiciones de operación (Wang, 2006).
El presente trabajo tiene como objetivo el estudio del destintado por flotación en medio neutro de una
mezcla de papel reciclado de revista, oficina y periódico, aplicando tensoactivos con potencial
biodegradable (Lechuga, 2005) del tipo alcoholes grasos etoxilados a diferentes valores de HLB
(Balance lipofilico-hidrofilico), con el fin de evaluar sus propiedades adsorbentes, dispersante,
espumante y humectante y así obtener un proceso de destintado eficiente y más amigable con el
ambiente.
METODOLOGIA
El diagrama general del trabajo experimental se muestra en la Figura 1.
1. Materia prima (Revista,
oficina y periódico)
2. Tensoactivos AGE
Desintegración, t=10 min,
Consistencia=4%.
3. Destintado por flotación
Destintado
alcalino
4. Evaluación del efluente
(DBO5, DQO e IB)
Destintado neutro:
-Tensoactivos puros
-Tensoactivo mezcla
Formación de hojas de laboratorio
5. Evaluación de la eficiencia del destintado:
- FR 457 nm
- Limpieza de las hojas
- Remoción, %
Figura 1. Diagrama general del trabajo experimental
1. Materia prima
Consistió de una mezcla de 40:40:20 de tres tipos de fibras secundarias: papel de revista, oficina y
periódico, respectivamente. Estas proporciones fueron tomadas de acuerdo a pruebas preliminares
de ceniza y clasificación de fibras.
La caracterización se llevó a cabo mediante procedimientos estandarizados TAPPI:
• Contenido de humedad: TAPPI T412 om-94.
• Determinación de cenizas: TAPPI T211 om-93.
• Clasificación de fibras: TAPPI T 233 cm-06.
2. Tensoactivos
Se estudiaron tensoactivos del tipo alcoholes grasos etoxilados (AGE) comerciales, facilitados por la
empresa OXITENO S.A. de C.V.
Éstos tensoactivos AGE están compuestos de ácido laúrico (C12H25) de cadenas lineales y de un
número variable de moléculas de óxido de etileno (OE) (Tabla 1).
Tabla 1. Descripción de los tensoactivos puros.
Tipo AGE
Nº OE
C12H25(OC2H4)2OH
C12H25(OC2H4)3OH
C12H25(OC2H4)4OH
C12H25(OC2H4)6OH
C12H25(OC2H4)10OH
C12H25(OC2H4)17OH
2
3
4
6
10
17
Pm
Hidrofóbica
169
169
169
169
169
169
Pm
OE
88
132
176
264
440
748
Pm
total
274
318
362
450
626
934
% mol
(OE)
32.12
41.51
48.62
58.67
70.29
80.09
HLB
6
8
10
12
14
16
Partiendo de tensoactivos puros con HLB de 6 y 16, se procedió a realizar mezclas, combinando
fracciones de alcoholes grasos etoxilados de bajo HLB (6) con otro de alto HLB (16). La fracción en
gramos del tensoactivo de alto HLB se calculó mediante la Fórmula 1 y el peso en gramos del
tensoactivo de bajo HLB se calculó con la Fórmula 2.
xA =
(HLBRe q − HLBB )
(HLB A − HLBB )
(1)
Donde:
XA: fracción en masa del tensoactivo de alto HLB, g
HLBA: Tensoactivo de alto HLB
HLBB: Tensoactivo de bajo HLB
HLBReq: Tensoactivo de HLB requerido
xB = 1− x A
(2)
Donde:
XB: fracción en masa del tensoactivo de bajo HLB, g
Se obtuvieron mezclas de tensoactivos AGE con HLB de 8, 10, 12 y 14, los cuales fueron aplicados
en el destintado neutro y comparados con los tensoactivos puros.
3. Destintado por flotación
El destintado se realizó en una celda de flotación de acuerdo al procedimiento PTS Método 010/87
(Papiertechnische Stiftung, Munich, Alemania). Las condiciones fueron: tiempo de flotación de 10
minutos, consistencia de 0.8%, temperatura de 40°C y dureza del agua de180 ppm. El destintado se
llevó a cabo bajo dos condiciones de destintado en medio alcalino (pH 11) y destintado en medio
neutro (pH 7).
-
Destintado en medio alcalino: Se realizó como tratamiento de referencia. Para este proceso
alcalino se partió de los estudios realizados por Castillo (2007). A continuación se muestra los
reactivos y dosis aplicados:
• Hidróxido de sodio (NaOH) 1 %
• Silicato de sodio (Na2SiO3) 0.5%
• Peróxido de hidrógeno (H2O2) 1.0 %
• Ácido dietilentriaminopentacético (DTPA) 0.3 %
• Tensoactivo comercial DI-685 0.5%
-
Destintado en medio neutro: Se utilizaron como reactivos químicos los Alcoholes grasos
etoxilados 0.5% (0.6 g/ml), a diferentes valores de HLB puros (8, 10, 12 y14) y HLB mezclas (8,
10, 12 y 14).
4. Evaluación de los efluentes derivados en el proceso de destintado en medio neutro y en
medio alcalino
En la etapa de flotación y de lavado de la pulpa se requiere un gran consumo de agua y en
consecuencia se generan volúmenes importantes de efluentes. Es importante identificar
cualitativamente las especies que potencialmente puedan causar problemas a la hora de su
disposición final.
De acuerdo con lo anterior la espuma obtenida en el proceso de destintado en medio neutro y en
medio alcalino fue filtrada al vacío, empleando papel whatman de 40 µm de tamaño de poro. Los
efluentes generados, aproximadamente 500 mL por tipo de destintado luego de la filtración, fueron
recolectados y evaluados.
La evaluación de los efluentes consistió de:
- Demanda química de oxígeno (DQO): Método estándar para análisis de agua 5220-D.
- Demanda bioquímica de oxígeno a los 5 días (DBO5): Método estándar para análisis de agua
5210-B.
- El Índice de biodegradabilidad: se calculó mediante la fórmula 3.
IB =
DBO5
×100
DQO
(3)
Donde:
- IB: Índice de biodegradabilidad
- DBO5: Demanda bioquímica de oxígeno a los 5 días
- DQO: Demanda química de oxígeno
5. Evaluación de la eficiencia del destintado por flotación
Se evaluó la eficiencia del destintado en cada una de las condiciones dadas (destintado neutro y
destintado alcalino), realizando hojas estándar de laboratorio según la norma TAPPI T218 sp-02 a
las cuales se les determinaron las propiedades ópticas, tales como:
•
•
•
Factor de reflectancia a 457 nm (blancura ISO) y componentes cromáticos (L*, a* y b*):
TAPPI T452 om-98 y T 524 om-02.
Limpieza de la hoja: TAPPI T563 om-03 utilizando un Scan Maker i900 microtek con el
software Domas 8.2 cuantificando el número de partículas por m2.
Rendimiento del destintado por flotación: El rendimiento del destintado es una estimación en
porcentaje cuantitativo de las partículas de tintas retiradas y otros contaminantes de
naturaleza inorgánica removidos en el proceso de flotación. Esto se calculó aplicando la
Fórmula 4.
% remoción =
(RT × % CR) × 100
(Mp × % CMp)
(4)
Donde:
- RT: es el residuo total en gramos libres de humedad obtenidos en el proceso de flotación.
- % CR: es el porcentaje de ceniza del residuo obtenido en el proceso de flotación.
- Mp: es el peso seco en gramos de la materia prima desintegrada que fue destintada (12 g).
- % CMp: el porcentaje de ceniza de la materia prima desintegrada.
RESULTADO Y DISCUSIÓN
Materia prima
La materia prima consistió de una mezcla de tres tipos de papel en las siguientes proporciones 40%
papel de revista, 40% papel de oficina y 20% papel periódico. Las características de las materias
primas fibrosas mezcladas y desintegradas registran un contenido de humedad y cenizas, los cuales
se reportan en Tabla 2.
Tabla 2. Ceniza y humedad de la mezcla de materias primas fibrosas desintegradas.
Mezcla
Ceniza, %
Humedad, %
Revista 40%
Oficina 40%
Periódico 20%
19.89
5.76
La materia prima fibrosa mezclada y desintegrada se sometió a la determinación del largo de fibra de
acuerdo a la norma TAPPI T 233 cm-06 clasificación de fibras utilizando el equipo Bauer McNett; esta
técnica consiste en determinar el porcentaje de fibras retenidas en mallas de 30 (abertura de 0.595
mm), 50 (abertura de 0.297 mm), 100 (abertura de 0.149 mm) y 200 (abertura de 0.074 mm), hilos por
pulgadas. Los resultados de fibras retenidas en dichas cribas, se presentan en la Figura 1.
Figura 2. Clasificación de fibras (Bauer McNett) de la materia prima desintegrada procedente de la mezcla de
papeles 40:40:20.
Los valores obtenidos en la clasificación de fibras de la materia prima indican que existe gran
cantidad de finos (65.34%). Cabe destacar que este valor no solo representa los finos orgánicos sino
también los finos inorgánicos los cuales están constituidos por pigmentos de tintas, cargas, rellenos,
adhesivos, entre otros.
Tensoactivos
De acuerdo a la escala de valores de HLB estimada por Griffin (1949-1954) los tensoactivos
estudiados presentan características de humectantes (HLB 8), emulsionante aceite en agua (HLB 10,
12 y 14) y detergentes (HLB 14).
Para observar la influencia de la mezcla de tensoactivos en el proceso de destintado en medio neutro;
se procedió a determinar, a partir de los AGE puros con HLB de 6 (XB6) y 16 (XA16), las proporciones
en porcentaje a adicionar de cada uno de los tensoactivos para obtener un HLB requerido (Tabla 3).
Tabla 3.Porcentaje de tensoactivos puros a adicionar para obtener HLB requeridos.
HLB
requerido
8
10
12
14
XA16
(%)
20
40
60
80
XB6
(%)
80
60
40
20
Del balance HLB se puede observar que se mezclan propiedades de cada tipo de tensoactivo,
partiendo de HLB 6 (humectante y emulsionante agua en aceite) y de HLB 16 (detergente), esto
tendrá un impacto favorable en el destintado, ya que se favorece la adsorción del tensoactivo en la
superficie de las fibras, disminuyendo la tensión superficial (Beneventi, 2000) y por lo tanto mejorando
el desprendimiento de los pigmentos de tinta, al igual que se favorece la formación de espuma en la
celda de flotación (Zhao, 2004).
Evaluación de la eficiencia del destintado por flotación
Para determinar la eficiencia del destintado por flotación se evaluaron los componentes cromáticos, el
factor de reflectancia (blancura) y la limpieza de las hojas estándar de laboratorio preparadas con
pulpa destintadas en las diferentes condiciones (alcalinas y neutras), al igual que se evaluó el
rendimiento a las diferentes condiciones en base al porcentaje de ceniza del residuo. Se utilizó un
diseño de experimento unifactorial del programa estadístico Stargrafic plus 5.1 para dar confiabilidad
a los resultados.
- Componentes cromáticos:
La medición de cromaticidad se basa en el sistema más universalmente aceptado en la medición de
color, conocido como modelo CIE L*, a* y b*, en este sistema los ejes de coordenadas indican las
transformaciones de color. El eje a* mide los cambios de (-) verde a (+) rojo, el eje b* mide los
cambios de (-) azul a (+) amarillo y el eje L* mide la luminosidad, tendencia de (-) negro a (+) blanco
(Aguilera, 2002). En cuanto a los resultados obtenidos en los componentes cromáticos (Tabla 4), se
observa que en general todas las hojas tienden a presentar colores grises.
Tabla 4.Componentes cromáticos paras las hojas destintadas en medio alcalino y neutro aplicando AGE.
Componentes cromáticos
Destintado
Alcalino
L*
84.38
a*
-0.22
b*
0.68
N8
84.35
0.03
-0.14
N10
84.83
0.11
-0.37
N12
85.06
0.02
0.07
N14
84.62
0.01
-0.16
Nmz8
85.07
-0.10
-0.25
Nmz10
85.27
-0.12
-0.16
Nmz12
85.31
-0.11
-0.28
Nmz14
85.19
-0.18
-0.32
Alcalino: destintado en condiciones alcalinas, N8: destintado neutro aplicando HLB 8, N10: destintado neutro
aplicando HLB 10, N12: destintado neutro aplicando HLB 12, N14: destintado neutro aplicando HLB 14, Nmz8:
destintado neutro aplicando mezcla con HLB 8, Nmz10: destintado neutro aplicando mezcla con HLB 10, Nmz12:
destintado neutro aplicando mezcla con HLB 12 y Nmz14: destintado neutro aplicando mezcla con HLB 14.
Cabe destacar que cuando se aplicó tensoactivo puros con HLB 8, 10 y 14 se obtuvieron valores que
tienden más a colores grises (L≈ 84). El valor de b*(0.68) en las hojas destintadas en medio alcalino
es mayor que las hojas destintadas en medio neutro, por tanto estas hojas tienden a colores
amarillos.
- Factor de reflectancia (blancura ISO):
La blancura en términos papeleros se basa en la medición de la reflectancia de la luz a 457 nm. Los
valores de las mediciones van desde 0 a 100, expresado como porcentaje de luz reflejada.
Técnicamente el valor de blancura es un índice que se refiere al grado de blancura de un material de
un color cercano al blanco bajo condiciones de iluminación específicas (Ramírez, 2008).
Los resultados obtenidos del factor de reflectancia 457 nm para las hojas destintadas en medio
alcalino y en medio neutro se muestran en la Figura 2. Es de resaltar que dichos resultados van de
acuerdo con resultados reportados por otros autores como Jobbins, (1996) para destintado neutro y
Carré (2000) para destintado alcalino. Ellos obtuvieron valores entre 60-65% para hojas preparadas
con pulpas destintadas en las dos condiciones.
Figura 3. Factor de reflectancia 457 nm (blancura ISO) de hojas destintadas en medio alcalino y en medio neutro
aplicando tensoactivos puros (N8, N10; N12 y N14) y tensoactivos mezcla (Nmz8, Nmz10; Nmz12 y Nmz14).
Cabe resaltar que la utilización de AGE en el destintado en medio neutro permite en la mayoría de los
casos lograr eficiencias de blancura mayores al obtenido en medio alcalino. Esto fue corroborado
estadísticamente mediante un análisis de ANOVA que permitió concluir que a pesar de lo poca
diferencia apreciable entre los valores obtenidos por ambos tratamientos, realmente existe una
diferencia significativa de 95% entre ellos.
En la industria papelera, poder lograr un aumento en el grado de blancura de un puntos es un logro
que se considera importante (Aguilera, 2002), por lo tanto el destintado en medio neutro aplicando
tensoactivos mezclas con HLB de 12 (67.60) y 14 (67.5) los cuales fueron los valores mas altos en
comparación con el destintado alcalino (64.47) presentan un incremento en blancura de ± 3 puntos,
esto indica que el destintado neutro es mejor.
- Limpieza de la hoja (Nº de partículas/m2):
La limpieza de la hoja se refiere a la cantidad de puntos negros (pigmentos de tintas, adhesivos, entre
otros) presentes en un área determinada y se expresa como el número de partículas por m2,
usualmente se utiliza un equipo computarizado analizador de imágenes para su medición y
cuantificación.
Un número alto en cantidad de partículas refleja un bajo destintado e influye en la blancura de la hoja,
por tanto en el destintado se debe tratar de eliminar la mayor cantidad de partículas presentes en la
pulpa y así tener hojas mas limpias (Ramírez, 1996).
El número total de partícula por m2 de las hojas destintadas en medio alcalino y en medio neutro
(Figura 3) muestran que el destintado alcalino (28691Nºpartículas/m2) presenta valores superiores
que los valores obtenidos en el destintado en medio neutro aplicando tensoactivos AGE. Es de
resaltar que los mejores resultados se encontraron al aplicar tensoactivos puros con HLB de 12
(10535 Nºpartículas/m2) y tensoactivos mezclas con HLB de 10 (13763 Nºpartículas/m2) y 12 (15659
Nºpartículas/m2) aproximadamente 50% menos partículas.
Figura 4. Número total de partícula por m2 de las hojas destintadas en medio alcalino y en medio neutro
aplicando tensoactivos puros (N8, N10; N12 y N14) y tensoactivos mezcla (Nmz8, Nmz10; Nmz12 y Nmz14).
Es importante señalar que las partículas presentan una distribución de tamaño que va de 0 a 500 µm
(Figura 4) y se puede observar que existen un gran número de partículas entre 0 y 100 µm de
tamaño. Las partículas de tamaños pequeños tienen influencia sobre el factor de reflectancia a 457
nm o blancura, ya que ocupan una mayor área; mientras que las partículas mas grandes no afectan la
blancura pero si la homogeneidad óptica. También es significativo señalar que en el destintado por
flotación las partículas con tamaños entre 50 y 100 µm son mas fáciles de retirar en una etapa
siguiente de flotación (Ferguson, 1992).
Figura 5. Distribución de tamaño de partículas de las hojas destintadas en medio alcalino y en medio neutro
aplicando tensoactivos puros (N8, N10; N12 y N14) y tensoactivos mezcla (Nmz8, Nmz10; Nmz12 y Nmz14).
- Porcentaje de remoción:
El Porcentaje de remoción se refiere a la cantidad de sustancias inorgánicas (pigmento de tinta,
adhesivos, carbonatos de calcio, etc.) retiradas por la espuma en la celda de flotación.
Al comparar los valores del porcentaje de remoción obtenidos en el destintado alcalino con los
obtenidos en los destintado en medio neutro, se observó una superioridad con el destintado en medio
neutro aplicando tensoactivos con los diferentes valores de HLB puros y mezcla. El mejor resultado
fue con el destintado en medio neutro aplicando tensoactivos con HLB de 10 y 12, los cuales
obtuvieron resultados mayores del 50 % (Figura 5).
Figura 6. Porcentaje de remoción por destintado en medio alcalino y en medio neutro aplicando tensoactivos
puros (N8, N10, N12 y N14) y tensoactivos mezcla (Nmz8, Nmz10, Nmz12 y Nmz14).
Evaluación de los efluentes generados en el destintado en medio neutro y en medio alcalino
En el estudio del efluente generado en la etapa de flotación, se busca identificar cualitativamente las
especies que potencialmente puedan causar problemas a la hora de su disposición final. Las
variables estudiadas fueron el pH, DBO, DQO e IB. De acuerdo con esto se obtuvo la Tabla 5.
Tabla 5. Evaluación de los efluentes generados en del destintado en medio neutro y alcalino.
Destintado
pH efluente
DBO5
(mg/L)
DQO
(mg/L)
Neutro
7.3
310.02
479.88
Alcalino
11
240.67
409.67
Los resultados muestran valores de DQO bajos en relación con los valores usualmente presentes en
los efluentes de origen industrial. Cabe destacar que los resultados obtenidos en el laboratorio no
pueden ser escalados directamente al nivel de planta. Por lo tanto, la utilidad de los mismos es
marcar tendencias que proporcionen puntos de referencia para el diseño del proceso a escala
industrial.
Los valores de DBO5 y DQO del efluente derivado del destintado en medio neutro son mayores que
los del destintado alcalino. Esto es por que los tensoactivos AGE aplicados aportan DBO y DQO al
efluente. Sin embargo es importante acotar que la diferencia del pH en el efluente es importante ya
que no es necesario ajustarlo para que entre en la planta de tratamiento de efluentes disminuyendo
así los costos cuando se aplique destintado neutro que cuando se aplique destintado alcalino.
Con los resultados obtenidos en DBO5 y DQO se procedió a calcular el índice de biodegradabilidad
de los efluentes generados en la etapa de flotación del proceso de destintado bajo las condiciones
neutras y alcalinas (Figura 6).
Figura 7. Índice de Biodegradabilidad de los efluentes generados en el destintado en medio neutro y alcalino.
En cuanto a los resultados obtenidos en el índice de biodegradabilidad se puede observar que el
destintado alcalino (58%) es menos biodegradable que el destintado neutro (66%), esto es debido a
que en el destintado en medio neutro se reduce el uso de reactivos químicos alcalinizantes que
disminuyen la biodegradabilidad de los efluentes generados. La aplicación en el destintado neutro de
alcoholes grasos etoxilados a pesar de aumentar el DQO, por ser biodegradables hacen que el
efluente generado sea mas fácil de biodegradar a través del tiempo.
DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos en factor de reflectancia, número de partículas por área y porcentaje de
remoción, del destintado neutro (pH 7) presentaron resultados satisfactorios al ser comparados con el
destintado alcalino (pH 11). Esto es debido a los mecanismos fisicoquímicos como adsorción,
espumabilidad, formación de micelas, que se dan entre los tensoactivos, las fibras, los pigmentos de
tinta, el aire y otras sustancias inorgánicas presentes en la pulpa (Zhao, 2004).
Es importante resaltar que existe gran influencia del HLB, sobre la eficiencia del destintado en medio
neutro. Se observa que al variar el largo de la cadena hidrófilica se incrementa la remoción de los
pigmentos de tinta de la superficie de la fibra, esto puede ser explicado por la disminución de la
tensión superficial entre el pigmento de tinta y la superficie de fibra (Rojas 1995). Este hecho se
corresponde con el estudio realizado por Beneventi (2004). En el estudio determinaron como influía el
largo de la cadena hidrofílica de tensoactivos noiónicos del tipo nonilfenol etoxilados. Este autor
encontró que a medida que se incrementaba el número de unidades de óxido de etileno, se disminuía
la tensión superficial y por ende se favorecía el destintado por flotación, incrementado la formación de
micelas y la formación de espuma (Beneventi, 2004).
Cabe destacar que la eficiencia del destintado fue mayor cuando se aplicó tensoactivos mezclas. Esto
se explica por el hecho de que para obtener un tensoactivo mezcla se mezclaron propiedades según
la escala de valores del HLB (Griffin, 1949 y 1954). El tensoactivo con HLB 6 actuó como humectante
y el tensoactivo con HLB 16 como detergente. Esta combinación de propiedades como se observa
tiene una influencia positiva sobre el proceso de destintado, ya que se da un sinergismo entre los
tensoactivos favoreciendo la separación y eliminación de los pigmentos de tinta en el proceso de
destintado.
Otro hecho relevante del destintado en medio neutro es que además de obtener resultados favorables
de separación y eliminación de pigmentos de tinta en el proceso, se obtienen efluentes menos
contaminantes debido a que se disminuye el uso de reactivos químicos convencionales.
CONCLUSIÓN
El uso de tensoactivos biodegradables del tipo alcoholes grasos etoxilados en el destintado en medio
neutro de papel reciclado permite alcanzar una eficiencia superior en la eliminación de pigmentos de
tintas que el destintado convencional en medio alcalino generando efluentes menos contaminantes.
La aplicación de tensoactivos del tipo alcoholes grasos etoxilados en mezclas con relación entre
humectabilidad y detergencia en función del HLB dan mejores resultados que al aplicarlos puros.
AGRADECIMIENTOS
Los autores le agradecen a la empresa OXITENO S.A. de C.V. por facilitar los tensoactivos, al
departamento de Madera Celulosa y Papel “Ing. Karl Augustin Grellman” de la Universidad de
Guadalajara y al Servicio Alemán de Intercambio académico Deutscher Akademischer
Austauschdienst (DAAD).
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