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Verfahren zur Herstellung von Zellstoff
Die übliche Kalziumbisulfitkochung, die normalerweise bei einem PH-Wert von zirka 1, 5 ausgeführt wird, ist mit zahlreichen Mängeln, wie starke Hydrolyse der Hemizellulosen, Ligninkondensationen, sowie Wärmeaustauscherverkrustungen behaftet. Die genannten Nachteile führen dazu, dass die Zellstoffausbeute im Verhältnis zu den Möglichkeiten, die im Ausgangsmaterial Holz liegen, gedrückt ist.
Weitere Nachteile bestehen in einer zu dunklen Grundfarbe des ungebleichten Zellstoffes, in einer herabgesetzten Bleichbarkeit und in der Tatsache, dass durch Wärmeaustauscherverkrustungen Zirkulationsstörungen im indirekten Umlaufsystem auftreten. Es hat daher nicht an Bemühungen gefehlt, durch chemische Hilfsstoffe, wie Elektrolyte, Netzmittel usw., den Kochprozess zu verbessern.
Es ist bekannt, dass die erwähnten Nachteile hauptsächlich auf katalytisch wirkende Verunreinigungen der Turmsäure zurückzuführen sind, da bei der Herstellung derselben ein Schwefeldioxyd-Luftgemisch über mit Wasser berieselte Kalksteine geleitet wird, wobei ein erhöhter Gehalt an Gips und Schwefelsäurespuren durch Oxydation auftritt. Eisen, Mangan, Kalksteinschlamm (Ton und Kohlenstoff) sinddabei die entscheidenden Katalysatoren.
Beim Studium dieser Verhältnisse wurde nun die überraschende Tatsache gefunden, dass eine Mi- schung. bestehend aus Natriumtripolyphosphat und Natriumcarboxymethylcellulose, dem Fabrikationswasser zur Herstellung der Turmsäure zugesetzt, einerseits die katalytisch wirkenden Schwermetalle (Eisen und Mangan) komplex bindet, Schwebekatalysatoren, wie Ton, flockt und Kohlenstoff adsorbiert.
Diese Behandlung der Turmsäure bringt es mit sich, dass die störenden Nebenreaktionen-desSulfitauf- schlusses (Ligninkondensation, zu intensive Hemizellulosenhydrolyse) zurückgedrängt werden, wodurch vor allem eine höhere Zellstoffausbeute (gerechnet auf atro Holz) erreicht wird und ausserdem wesentlich geringere Wärmeaustauscherverkrustungen auftreten. Ferner tritt eine Erhöhung der Kochsäurekonzentration durch verstärkte Schwefeldioxydrückgewinnung auf. Die dabei resultierende stärkere Kochsäure ermöglicht eine Senkung der Kochtemperatur ohne Verlängerung der ursprünglichen Kochzeit, was wieder verbessernd auf die Zellstoffausbeute wirkt.
Im Verlauf des Sulfitkochprozesses tritt sehr bald eine Hydrolyse der Polyphosphate ein, so dass lediglich von einer Wirkung in der Ankochperiode bis zirka 1000C gesprochen werden kann. Im weiteren Kochverlauf dürften vor allem die Schwermetalle durch Hydrolysenprodukte der Gerbstoffe des Holzes (Gallussäuretypus) komplex gebunden werden.
Aus der deutschen Patentschrift Nr. 710 822 geht hervor, dass die Verbesserung der Sulfitzellstoffkochung durch Vorbehandlung des Hackgutes mit Polyphosphaten bereits bekannt ist. Dieses Verfahren distanziert sich jedoch von der vorstehenden Beschreibung dahingehend, dass zur Erzielung der von uns beschriebenen Vorteile nicht nur eine komplexe Bindung von Härtebildnern, sondern vor allem eine Ent- fernung der Schwebstoffkatalysatoren durch die Aufbereitung der Turmsäure erforderlich ist.
Ferner wird in der österr. Patentschrift Nr. 175 782 bei der Herstellung von Halbzellstoffen der Ein- satz von Polyphosphaten zur Anhebung des pH-Wertes der Kochsäure ohne Monosulfitabscheidung beschrieben. Dieses Verfahren distanziert sich von vorstehender Patentbeschreibung dadurch, dass der Einsatz von Polyphosphat wieder nur zur komplexen Bindung von Kalziumionen dient, während in unserer
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Beschreibung eine Katalysatorenentfernung (Sedimentation) erreicht wird.
Weiters sieht die deutsche Auslegeschrift 1063 893 die Verbesserung des Sulfitkochprozesses durch Natriumhydrosulfit vor. Zur Stabilisierung dieser Substanz wird unter anderem auch Polyphosphat vorgeschlagen. Auch diese Patentschrift distanziert sich wesentlich von unserem Verfahren, welches auf der schon erwähnten Entfernung der Schwebstoffkatalysatoren beruht.
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zur Bereitung der Turmsäure (3,5%Gesamt-SO , 1, 3% CaO) beaufschlagt. Der genannten Wassermenge werden über die Ansaugleitung der Wasserpumpe 30 l einer 20% eigen Lösung bestehend aus 90% Natriumpolyphosphat und 10% Natriumcarboxymethylcellulose (Rohätherpulver mit 50% Aktivgehalt, hochviskos) pro Stunde mittels Dosierpumpe zugesetzt. Der Gipsgehalt der Turmsäure beträgt dabei 0, 01%.
Ohne den vorgenannten Chemikalienzusatz liegt der Gipsgehalt bei 0, 140/0. tuber eine betriebsübliche Heisssäure-
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Roschierzahl 25 erkochte Stoff hat folgende Eigenschaften :
Ausbeute auf atro Fichtenholz gerechnet = 56%
Helligkeit (Photovoltmeter) = 67%
Festigkeiten, ausgedrückt in Meter Reisslängen bei SRO 30 = 8500 Beispiel 2 : Die im Beispiel 1 geschilderten Eigenschaften werden auch erreicht, wenn man an Stelle von Natriumtripolyphosphat Natriumhexametaphosphat verwendet. Dabei wird die 1, 5fache Menge bezogen auf Natriumtripolyphosphat benötigt.
Beispiel 3 : Der unter Beispiel 1 gewonnene Stoff kann in einer 4-Stufenbleiche (Chlorierung, Alkalisierung, Hypostufe, Endbleiche mit Natriumchlorit auf der Entwässerungsmaschine) auf eine Weisse von 90% (Photovoltmeter) gebleicht werden. Wesentlich dabei ist die Tatsache, dass die vorgenannte Weisse infolge der guten Reaktionsfähigkeit des Stoffes mit einer Kaltalkalisierung (2% NaOH auf atro Zellstoff, 4% Stoffdichte, 200C) erreicht werden kann.