Tetrasodium Iminodisuccinate: Биоразлагаемый стабилизатор перекиси водорода для целлюлозных заводов

Проблема стабильности пероксидов при отбеливании целлюлозы

Любой, кто работает с отбеливанием целлюлозы, знает проблему. Перекись водорода является стандартным отбеливающим агентом для механической целлюлозы и переработанных волокон. Он эффективен, не содержит хлора и относительно экономичен. Но имеет хорошо известную слабость.

Следовые ионы металлов, особенно железа, марганца и меди, катализируют разложение перекиси водорода. Вместо того, чтобы отбеливать целлюлозу, перекись распадается на кислород и воду, прежде чем она сможет выполнять свою работу. Мельницы в конечном итоге используют больше перекиси, преследуют цели по яркости и имеют дело с более высокими химическими затратами.

Традиционные хелатирующие агенты, такие как EDTA и DTPA, решают проблему. Они улавливают эти ионы металлов и сохраняют стабильность отбеливателя. Проблема в том, что EDTA и DTPA небиоразлагаемы или только плохо биоразлагаемы. Они сохраняются в окружающей среде, и из-за ужесточения правил по всей Европе целлюлозные заводы вынуждены искать альтернативы, которые действительно работают.

Тетранатрийиминодисукцинат (IDS-Na4) предлагает путь вперед. Он полностью стабилизирует перекись, хелаты, переходные металлы и биоразлагается. Никаких компромиссов. Просто химия, которая соответствует новой реальности.

Что такое иминодисукцинат тетранадия?

IDS-Na4 является биоразлагаемым хелатирующим агентом на основе иминодиянтарной кислоты. Он принадлежит к тому же семейству, что и MGDA и GLDA - хелаты, предназначенные для замены стойких альтернатив.

Основные спецификации:

Ключевое отличие от ЭДТА является структурным. IDS имеет другой молекулярный каркас, который позволяет микроорганизмам быстро разрушать его. Но он по-прежнему эффективно хелатирует кальций, магний, железо, медь и марганец.

Как работает IDS при отбеливании целлюлозы

При пероксидном отбеливании проблема заключается в каталитическом разложении. Ионы металлов, такие как Fe³ ⁺ и Mn² ⁺, ускоряют распад пероксида. IDS предотвращает это, образуя стабильные комплексы с этими ионами металлов, делая их неактивными.

Целлюлозная промышленность называет это "стадией Q" - стадией хелатирования перед стадией перекиси. Целлюлозу смешивают с хелатирующим агентом при 60-80C в течение примерно часа. Затем добавляется перекись. Разница измерима.

Что IDS обеспечивает на практике:

• Улучшенная эффективность отбеливания. Контролируя ионы металлов, IDS улучшает использование пероксида.
  

• Более высокая яркость. Исследования показывают, что IDS достигает эквивалентной или лучшей яркости, чем EDTA, с заявленным улучшением белизны на 2-4%.
  

• Улучшенная прочность волокна. Исследования показали улучшение индекса растяжения на 5-6% и улучшение индекса разрыва на 20-23%, когда IDS заменила EDTA.
  

• Меньше пожелтения с течением времени. IDS предотвращает реакцию железа с фенольными группами в целлюлозе, которые в противном случае образовывали бы соединения темного цвета.
  

IDS против EDTA: сравнение производительности

Сравнительное исследование жомы поставило IDS рядом с EDTA:

Производительность практически идентична. Экологический профиль - нет.

Помимо отбеливания: управление масштабом

Ионы металлов влияют не только на отбеливание. Они также образуют отложения - оксалат кальция, карбонат кальция - на поверхностях оборудования. Эти отложения уменьшают теплопередачу, ограничивают поток и увеличивают время простоя технического обслуживания.

IDS предотвращает это путем хелатирования ионов жесткости до того, как они успеют выпасть в осадок. Он описывается как "средне сильный хелатирующий агент с хорошо сбалансированной способностью связывания кальция и тяжелых металлов" и эффективен как в качестве смягчителя воды, так и в качестве стабилизатора отбеливающего агента.

Регулирующее выравнивание

Европейские целлюлозные заводы находятся под давлением с разных направлений. Директива ЕС о промышленных выбросах, рамочные директивы по воде и стандарты устойчивости розничных продавцов указывают в одном направлении: сократить использование стойких химических веществ.

IDS соответствует критериям Ecolabel ЕС и соответствует требованиям REACH по биоразлагаемости. EDTA и DTPA не поддаются биоразложению. Для заводов, поставляющих бумажную продукцию экологически чистым брендам или рынкам со строгой политикой экологических закупок, эта разница имеет решающее значение.

Практическое применение

Типичные уровни использования в отбеливающих ваннах: 0,8-1,2% от массы сухой пульпы в стадии хелатирования.

Форма: Выпускается в виде жидкости (34-40% раствор) или твердых гранул. Жидкую форму легче дозировать в непрерывных отбеливающих линиях.

Условия процесса: температура хелатации 60-80C, время реакции 50-70 минут.

Совместимость: IDS работает с перекисью водорода и другими отбеливающими химикатами. Он совместим с ферментами и показывает хорошую стабильность в диапазоне pH и температур.

Нижняя линия

Тетранатрийиминодисукцинат делает то, что делает ЭДТА - просто без стойкости к окружающей среде. Он стабилизирует перекись, контролирует ионы металлов, предотвращает отложения и обеспечивает сопоставимую яркость и прочность волокна. И он биодеградирует.

Для европейских целлюлозных заводов, сталкивающихся с нормативным давлением и целями устойчивого развития, IDS является практичной и проверенной альтернативой. Он доступен в масштабе, работает в существующих процессах и устраняет головную боль соответствия, которая будет только ухудшаться.