Celulasa para Pasta y Papel — Modificación de Fibra, Mejora de la Drenabilidad y Procesamiento de Fibra Reciclada

La clave del efecto beneficioso de la celulasa sobre la drenabilidad sin pérdida de resistencia es su acción selectiva sobre las microfibrillas de celulosa más externas y expuestas en la superficie de la fibra, y sobre los fragmentos de fibra ultrafinos (finos) que más contribuyen a la resistencia al drenaje. Al modificar la superficie de las fibras hinchadas y fibriladas, y degradar parcialmente los finos que más reducen el drenaje, la celulasa reduce la resistencia específica a la filtración de la red de fibras sin hidrolizar el cuerpo principal de la fibra que aporta resistencia a la tracción y al desgarro. El control crítico es la dosis —una dosis demasiado baja produce una mejora insuficiente del drenaje; una dosis demasiado alta comienza a atacar el cuerpo de la fibra, reduciendo la resistencia. La ventana de dosificación práctica en la que el drenaje mejora sin una pérdida significativa de resistencia se valida a escala de banco antes de la implementación en producción.

Los ahorros de energía reportados por el pretratamiento con celulasa en el refinado de pasta varían según la aplicación. Para la mejora de la drenabilidad de fibra reciclada en cartón, el beneficio energético indirecto derivado de la reducción del refinado necesario para alcanzar el grado de refino objetivo es típicamente del 15–25% de la energía eléctrica de refinado para esa fracción de pasta. Para pasta mecánica con pretratamiento enzimático, se han reportado ahorros directos de energía de refinado del 5–15% por tonelada en estudios a escala de banco, con resultados a escala de planta que varían de modestos a significativos según la especie de madera, la calidad de pasta objetivo y la configuración del refinador. Se recomienda una validación a escala de fábrica con un programa piloto definido antes de comprometerse con la adquisición de enzima a escala de producción basándose en cálculos de ahorro energético.

La enzima celulasa para pasta y papel se aplica normalmente como una solución acuosa diluida añadida a la pasta en el cajón de máquina, el cajón de mezcla o un recipiente de pretratamiento dedicado antes de la máquina de papel. El contacto de la enzima se gestiona a pH 4.5–5.5 y 45–55°C durante 30–120 minutos antes de que la pasta continúe su proceso. Después del tiempo de contacto del tratamiento, la enzima se diluye y se inactiva en gran medida por la química alcalina de retención y el control de temperatura de la máquina de papel. La celulasa es generalmente compatible con la química estándar de la parte húmeda —almidón, agentes de retención y encolado— pero la compatibilidad específica debe verificarse con el proveedor de química de parte húmeda de la fábrica. Evite añadir celulasa simultáneamente con polímeros catiónicos fuertes que puedan unirse a la enzima e inactivarla.

La selección del grado de actividad para pasta y papel depende de la aplicación objetivo y del tiempo de contacto disponible. Para la mejora de la drenabilidad con 30–60 minutos de contacto, un grado de mayor concentración entrega la dosis objetivo con una masa relativamente pequeña de enzima añadida a la pasta —importante para minimizar la adición de proteína enzimática al furnish. Para aplicaciones con tiempos de contacto más largos (60–120 minutos en un recipiente de pretratamiento), un grado de menor concentración con una dosis másica proporcionalmente mayor también resulta eficaz. La orientación práctica es especificar según la dosis objetivo por tonelada de pasta seca y el tiempo de contacto disponible, y luego seleccionar el grado de actividad enzimática que entregue esa dosis en un volumen de adición líquida conveniente para el sistema de dosificación de la fábrica.