Influence of process variables in the soda-anthraquinone pulping of sunflower stalks on the properties of the resulting paper

• Autores: Federico López Mateos, J. A. Nacimiento, Manuel Jesús Díaz Blanco, María Eugenia Eugenio Martín, Ildefonso Pérez Ot, A. Rodríguez, Luis Jiménez Alcaide
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 60, Nº 507, 2003, págs. 487-494
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Influència de les variables de procés en les propietats del paper resultant del pastament de les tiges de gira-sol amb sosa-antraquinona
  • Influencia de las variables del proceso en las propiedades del papel resultante durante la reducción a pasta de los tallos de girasol a base de soda antraquinona
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• Resumen
  • español

    Este artículo estudia la influencia de las variables independientes en la producción de pasta de los tallos de girasol [temperatura (125-175ºC), tiempo de cocción (30-90 min), concentración de sosa (5-15%), concentración de antraquinona (0-0,1%) y relación líquido/sólido (4:1-8:1)] sobre el rendimiento de la pasta y en la longitud de ruptura, el alargamiento, el índice de estadillo y el índice de desgarro de las hojas del papel resultante. Utilizando un diseño de factores central se obtenían ecuaciones que relacionaban cada variable dependiente con las diferentes variables independientes y que reproducían los resultados experimentales para las variables dependientes con errores inferiores al 20%. Garantizar un rendimiento óptimo de la pasta (68,7%) y también un índice de estallido (1,52 kN/g) y un índice de desgarro (5.1 mNm2/g) óptimos para las hojas de papel comporta el uso de una temperatura de 125ºC, un tiempo de cocción de 30 min, una concentración de sosa del 5%, una relación líquido/sólido de 8:1 y nada de antraquinona. Los valores óptimos para la longitud de ruptura (3066 m) y el alargamiento (1,45%) se obtienen usando una temperatura de 175ºC y una concentración de antraquinona del 0,01%, además de valores elevados de la concentración de sosa y del tiempo (15% y 90 min, respectivamente) para el alargamiento y los más bajos (5% y 30 min, respectivamente) para la longitud de ruptura. El uso de valores bajos de todas las variables dependientes que difieren poco de sus niveles óptimos (en un 2,6%, 9,9%, 16,6%, 11,8% y 7,5% para el rendimiento de pasta, la longitud de ruptura, el alargamiento, el índice de estallido y el índice de desgarro, respectivamente) mientras que permiten un ahorro sustancial de sustancias químicas, energía de calentamiento y capital inmovilizado, ya que el proceso puede ejecutarse a una escala inferior.

  • català

    Aquest article estudia la influència de les variables independents en la producció de pasta de les tiges de gira-sol [temperatura (125-175 °C), temps de cocció (30-90 min), concentració de fada (5-15%), concentració de antraquinona (0-0,1%) i relació líquid/sòlid (4:1-8:1)] sobre el rendiment de la pasta i en la longitud de ruptura, l'allargament, l'índex de butlleta d'estat i l'índex d'esquinçament de les fulles del paper resultant. Utilitzant un disseny de factors central s'obtenien equacions que relacionaven cada variable dependent amb les diferents variables independents i que reproduïen els resultats experimentals per a les variables dependents amb errors inferiors al 20%. Garantir un rendiment òptim de la pasta (68,7%) i també un índex d'esclat (1,52 kN/g) i un índex d'esquinçament (5.1 mNm2/g) òptims per als fulls de paper comporta l'ús d'una temperatura de 125 °C, un temps de cocció de 30 min, una concentració de fada del 5%, una relació líquid/sòlid de 8:1 i res de antraquinona. Els valors òptims per a la longitud de ruptura (3066 m) i l'allargament (1,45%) s'obtenen usant una temperatura de 175 °C i una concentració de antraquinona del 0,01%, a més de valors elevats de la concentració de fada i del temps (15% i 90 min, respectivament) per a l'allargament i els més baixos (5% i 30 min, respectivament) per a la longitud de ruptura. L'ús de valors baixos de totes les variables dependents que difereixen poc dels seus nivells òptims (en un 2,6%, 9,9%, 16,6%, 11,8% i 7,5% per al rendiment de pasta, la longitud de ruptura, l'allargament, l'índex d'esclat i l'índex d'esquinçament, respectivament) mentre que permeten un estalvi substancial de substàncies químiques, energia d'escalfament i capital immobilitzat, ja que el procés pot executar-se a una escala inferior.

  • English

    This article studies the influence of independent variables in the production of pulp from sunflower stalks [temperature (125–175ºC), cooking time (30–90 min), soda concentration (5–15%), anthraquinone concentration (0–0.1%), and liquid/solid ratio (4:1–8:1)] on pulp yield and on the breaking length, elongation, burst index, and tear index of the resulting paper sheets. Using a central composite design, equations were obtained that relate each dependent variable to the different independent variables and that reproduced the experimental results for the dependent variables with errors below 20%. Ensuring an optimal pulp yield (68.7%) as well as optimal burst index (1.52 kN/g) and tear index (5.1 mNm²/g) for the paper sheets involves using a temperature of 125ºC, a cooking time of 30 min, a soda concentration of 5%, a liquid/solid ratio of 8:1, and no anthraquinone. The optimal values for breaking length (3066 m) and elongation (1.45%) are obtained using a temperature of 175ºC and an anthraquinone concentration of 0.01%, along with high values of soda concentration and time (15% and 90 min, respectively) for elongation, and the lowest values (5% and 30 min, respectively) for breaking length. The use of low values for all the dependent variables that differ only slightly from their optimal levels (by 2.6%, 9.9%, 16.6%, 11.8%, and 7.5% for pulp yield, breaking length, elongation, burst index, and tear index, respectively) allows for substantial savings in chemical substances, heating energy, and capital investment, since the process can be carried out on a smaller scale.