La desintegració és una etapa important en la recuperació de paper vell, ja que té importants conseqüències en consum d'energia i en el comportament de les etapes posteriors.Per això els objectius es centren en analitzar la desintegració des del punt de vista del temps de desintegració, els aspectes energètics, modelització de la màquina de desintegració utilitzada i anàlisi dels factors de cisallament calculats com a mesura global de les forces implicades en la desintegració. Els autors que hi han treballat donen diferents explicacions a aquestes forces. Fins avui només s'ha pogut avaluar qualitativament la influència que tenen cada un dels mecanismes en el temps necessari per a desintegrar i en el consum energètic. Les característiques reològiques de les suspensions papereres, i el seu comportament no newtonià tenen una clara influència en el consum energètic i les forces de desfibrat en el desintegrador.Els experiments de desintegració s'han realitzat en un púlper convencional, amb tres tipus de paper recuperat: paper estucat d'alta qualitat imprès offset (PQ), paper revista estucat imprès en color (PR), paper blanc imprès en impresora làsser (PF).Anàlisi del temps de desintegracióPer cada un del papers estudiats (PQ, PR i PF), les fraccions màssiques des de 0.06 fins a la màxima que estat possible per cada paper (de 0.14 a 0.18), i a dues velocitats d'agitació diferents, s'ha determinat el temps de desintegració (tD) fins a aconseguir un índex de Sommerville de 0.01%. S'obté que en augmentar la fracció màssica disminueix potencialment el temps de desintegració. S'ha estudiat la velocitat de desintegració, la producció teòrica del púlper en cada cas, i la seva relació amb les forces d'impacte i de fregament que produeixen la desintegració.Aspectes energèticsEl consum específic d'energia (SEC), definit com l'energia consumida per a desintegrar 1 kg de paper recuperat, disminueix molt en augmentar Xm, ja que a més de disminuir l'energia consumida en cada desintegració, el contingut en paper és més elevat. Pel disseny de desintegradors, cal tenir en compte que en augmentar Xm i en augmentar la velocitat, sempre augmenta la potència consumida. Però així com els beneficis de treballar a Xm alt són de 10 vegades en termes de SEC i de producció, l'augment de potència és només de l'ordre de 2 vegades la necessària respecte de la Xm baixa. Viscositat aparent i energia de fluiditzacióS'estudia la relació entre el temps de desintegració, les forces de fregament i els valors de viscositat aparent de la bibliografia. Per cada paper i velocitat s'ha observat que el consum específic d'energia disminueix en funció de la viscositat aparent.Reologia del púlperUtilitzant el mètode de Metzner i Otto (1957) per determinar la viscositat aparent mitjana de les suspensions papereres, modificat per Roustan, s'ha caracteritzat el pulper mitjançant el model: Np= K· Rex·Fry S'han utilitzat dissolucions de glicerina com a fluid newtonià per a calcular les constants d'ajust, i a partir d'aquí, aïllar la viscositat aparent en funció de la potència neta i els paràmetres d'agitació.La viscositat aparent, d'acord amb Fabry (1999) es substitueix pel concepte de factor de cisallament.Factor de cisallamentCalculat el factor de cisallament per a cada paperot i condicions d'agitació, s'ha relacionat amb Xm, SEC, tD, consum de potència, potència instal·lada i fracció cel·lulòsica. El factor de cisallament és un paràmetre útil per a quantificar les forces globals implicades en la desintegració. / Disintegration is an important stage in paper recovery and it has important consequences in energy consumption and in the following stages.The objectives of this thesis are focussed in analyzing disintegration considering disintegration time, power aspects, modelisation of the disintegration machine and analysis of the calculated shear factors as a global measurement of the forces implied in the disintegration.Until now, it has only been possible a qualitative evaluation of the influence of every mechanism in the time necessary to disintegrate the pulp, and in the power consumption.Rheological characteristics of suspensions and their non-Newtonian behaviour it is known that clearly influence power consumption and defibering forces acting during repulping. Disintegration experiments have been made in a conventional pulper, with three types of recovered paper: high quality coated printed offset paper, magazine coated colour printed paper and white laser printed paper.Analysis of disintegration timeTime necessary to achieve a Somerville index of 0.01%, was determined for each paper studied, at mass fractions ranging from 0,06 until the maximum possible for each type of paper (0,14 or 0,18) and at two different agitation speeds. It has been found that when increasing the mass fraction, disintegration time decreases potentially. Disintegration speed and theoretical production of pulp have been studied in each case, and they have been related with friction and impact forces.Power aspects Specific energy consumption (SEC) defined as the energy consumed during disintegration of 1 kg of recovered paper, was reduced with increasing mass fraction (Xm), because the energy consumed during disintegration decreases and the pulp contend in the pulper is higher. And increase of Xm and pulper agitation speed always increases the power consumed. An increase of only 2 times of power consumption (due to working at high Xm) produces benefits in SEC and production of 10 times.Apparent Viscosity and fluidisation energy Relation between disintegration time, friction forces and apparent viscosity were studied. For each paper and speed it has been observed that SEC was reduced when increasing apparent viscosity.Rheology of pulper Using Metzner and Otto methodology to determine average apparent viscosity of suspensions, modified by Roustan, pulper was characterized by means of model Np=K·Rex·Fry. Glycerine dissolutions have been used as Newtonian fluid to calculate constants of adjustment, and from here, apparent viscosity was determined from net power and agitation parameters. Apparent viscosity, in agreement with Fabry, is replaced by the concept of shear factor.Shear FactorOnce calculated the shear factor for each type of paper and conditions of agitation, the values obtained have been related to Xm, SEC, td, power consumption, installed power and cellulose fraction. Shear factor is a useful parameter to quantify the global forces acting in disintegration process.

En una tesi anterior (Puig, 2004) es varen estudiar els aspectes mecànics vinculats al desfibratge i als consums energètics associats al procés de desintegració per acabar quantificant les forces implicades en el procés d'individualització dels components de diferents paperots. Aquest estudi, ha permès conèixer les condicions de desintegració que condueixen a un mínim consum energètic, aspecte complementari al reciclatge i destintatge del paperot però molt important per aconseguir un procés realment sostenible.Degut als requeriments del mercat, hi ha un altre aspecte o vessant realment important com és l'eliminació de tinta. Aquest procés, malgrat la complexitat industrial, es pot reduir o simplificar en dues etapes: la desintegració i la flotació. Ambdues, per raons d'eficàcia i condicionades pels agents químics que s'utilitzen, es realitzen en medi fortament alcalí (entorn d'un pH a 12). Aquest fet, genera una forta contaminació (DQO elevada) i per tant, és un procés poc respectuós amb el medi ambient.Els factors que condicionen treballar en medi alcalí són principalment, el despreniment de la tinta del suport, clarament accelerat en medi bàsic i fonamental per un bon destintatge i la utilització de tensioactius aniònics. Aquests tensioactius són sensibles al pH i la seva eficàcia disminueix en medi neutre o quasi neutre.Atès el que s'ha exposat, s'ha plantejat aquesta tesi que porta per títol "Aspectes Físics i Químics del Destintatge de Paper Revista mitjançant Tensioactius Catiònics", com un estudi del procés de destintatge de paper revista recuperat parant especial atenció a les variables físico-químiques i mecàniques del procés i a la seva influència en el despreniment i fragmentació de la tinta, així com en el procés d'eliminació de la tinta per flotació per tal d'avaluar la viabilitat d'un procés de destintatge en medi neutre enfront del destintatge alcalí convencional. S'ha utilitzat, com a paperot a destintar, el paper revista ja que aquest tipus de paper representa un percentatge elevat del paper recuperat a la Unió Europea. A més, aquest tipus de paper és utilitzat habitualment en les plantes de destintatge industrials per millorar les propietats de les suspensions destintades de paper de diari.La utilització de tensioactius catiònics és deguda a que la seva activitat no es veu afectada pel pH de la suspensió. Així, durant la comparació dels processos de destintatge en medi neutre i en medi alcalí, les eficàcies dels processos no es veuran influenciades pel grau d'ionització del tensioactiu.Donada l'absència d'estudis sobre la influència de les variables del procés en les mesures de concentració efectiva de tinta residual (ERIC) i ja que s'ha emprat aquest paràmetre per avaluar el despreniment i fragmentació de la tinta durant l'etapa de desintegració. En primer lloc, s'ha plantejat un estudi fonamental de la influència que poden tenir les variables del procés (granulometria, concentració de tinta i tipus de suport) en aquest paràmetre. Pel que fa a l'etapa de flotació, s'estudiarà l'efectivitat d'aquesta etapa, posant especial atenció a la capacitat del tensioactiu per eliminar tota la tinta despresa en l'etapa de desintegració. A més, donada la poca informació bibliogràfica referida als mecanismes de flotació amb tensioactius catiònics i la influència que té l'adsorció d'aquests agents per part de la suspensió paperera en l'etapa de flotació, s'ha dut a terme un estudi de l'adsorció dels tensioactius catiònics per part dels components d'una suspensió paperera.Per tant, la tesi realitzada té com a objectius: Estudi fonamental de les mesures de ERIC (concentració efectiva de tinta residual) amb suports específics. Estudi de la desintegració en medi neutre i comparació amb la desintegració clàssica. Modelització del desfibratge de paperot a l'etapa de desintegració. Estudi de l'eliminació de tinta per flotació en medi neutre i comparació amb la flotació clàssica. Estudi del mecanisme d'adsorció de tensioactius en suspensions de cel·lulosa sintètica i de paperot. / A previous thesis (Puig, 2004) have studied the mechanical aspects related to defibering and to energetic consumptions related to the disintegration process to end up quantifying the forces involved in the process of individualization of the different components of recovered papers. This study has permitted to know the disintegration conditions that lead to a minimum energetic consumption which is a complementary aspect to the recycling and deinking of waste paper but very important to get a really sustainable process.Due to the requests of the market, there is another really important aspect in the wastepaper recycling process which is the elimination of ink. Ink elimination, can be summarized in two unit operations: Disintegration and flotation. Both unit operations are strongly conditioned by the chemical agents used. Usually disintegration is carried out in a highly alkaline medium (pH 12). This fact, cause a high contamination in process waters (high COD) and therefore, the process is not environmentally friendly. The factors that condition the high alkaline medium are mainly ink detachment from the cellulosic support which is clearly accelerated by the alkaline medium, and the utilization of anionic surfactants. These surfactants are sensitive to the pH and its efficiency diminishes in neutral or almost neutral medium. So it has been proposed this thesis entitled "Aspectes Físics i Químics del Destintatge de Paper Revista mitjançant Tensioactius Catiònics" (Physico-chemical aspects of deinking of OMG using cationic surfactants) as a study of the viability of neutral deinking versus alkaline deinking.OMG has been used since this grade represents a high percentage of paper recovered in the European Union. Besides, this grade is used in industrial deinking plants to improve deinked ONP properties.Cationic surfactants are used because its properties are not affected by the pH of the suspension. So during the comparison of deinking processes in neutral and alkaline medium, the process efficiency will not be influenced by the surfactant ionization degree.OMG deinking study begins with a modelization of disintegration followed by an analysis of ink detachment and fragmentation achieved in neutral conditions and comparing them with the results obtained in alkaline conditions.Due to the absence of studies on the influence of the variables of the process in the measurements of effective residual ink concentration (ERIC) and since this parameter has been used to evaluate the detachment and fragmentation of ink during disintegration itself, it has been done a fundamental study of the influence of process variables such as ink particles size, ink concentration and type of the cellulosic support on this parameter.Regarding flotation stage, the effectiveness of this process will be studied focusing on the capability of the surfactant to eliminate all the ink detached during disintegration. Since deinking process is strongly influenced by surfactant adsorption on the different components of wastepaper suspensions and that there is a little information related to flotation mechanisms when cationic surfactants are used it has been accomplished a study of the adsorption of cationic surfactants by the components of a wastepaper suspension (cellulosic support and ink) and the results have been compared with the adsorption of an anionic surfactant in the same conditions.Therefore, the thesis has the following objectives: Fundamental study of ERIC measurements with specific supports. Study of neutral disintegration in comparison of traditional alkaline disintegration. Modelization of paper defibering during disintegration process. Study of ink elimination by means of a flotation process in neutral medium in comparison with a traditional alkaline flotation process. Study of the adsorption mechanism of surfactants by a wastepaper suspension.