AT72881B - Verfahren und Anlage zur Gewinnung von Faserstoff aus Holz oder anderen pflanzlichen Stoffen. - Google Patents

Description

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    Zur Herstellung von hauptsächlich zur Papierbereitung dienendem Zellstoff aus Holz oder anderen Faserstossen werden verschiedene Verfahren angewendet. Die Pflanzenfaserstoffe werden mit verschiedenen Laugen bei Atmosphärendruck oder höherem Druck unter Wasserdampf oder Kohlensäure gekocht, und die durch Verdampfung und Kondensation während dieses Kochprozesses sich absondernden Nebenstoffe werden gewonnen. 



  Das neue Verfahren bringt eine wesentliche Verbesserung solcher Verfahren mit sich, sowohl in bezug auf Ausbeute als auch auf die Beschaffenheit des erhaltenen Zellstoffes. Das neue Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass das Holz in einer Atmosphäre von Wasserstoff unter Druck mit Lauge von verschiedener Konzentration behandelt wird. Der Wasserstoff wirkt reduzierend und ist infolge seines geringeren, spezifischen Gewichtes befähigt, in die kleinsten Poren des Holzes usw. einzudringen und den darin befindlichen Sauerstoff zu verdrängen. Es Werden dabei die flüchtigen Stoffe abdestilliert und durch Konzentration gewonnen Kennzeichnend für das neue Verfahren ist ferner die Anwendung von Lösungen verschiedener Konzentration.

   Es wurde gefunden, dass bei den bisher bekannten Verfahren die Harze und Öle des Holzes durch das beim Kochen zugesetzte Alkali Seifen von mehr oder weniger kolloidalem Charakter bildeten, die das Bestreben haben, die Hohlräume im Holz zu verschliessen, wodurch die Weiterbehandlung verhindert und das Eindringen und die Extrativeigenschaften der Extraktion.-flüssigkeit vernichtet oder verlangsamt wurden. Nach der Erfindung wird das Holz zuerst während zwei Stunden mit einer ganz schwachen Lauge gekocht. Diese schwache Lösung entfernt praktisch alle Öle, Harze, Gummis, vegetabilischen Balsame, Stärken, Säuren und viele von den färbenden Stoffen durch Umwandlung der wasserunlöslichen Bestandteile in eine lösliche Form durch Schmelzen und Verdampfen.

   Es ist ersichtlich, dass hiebei auch die zur Verseifung der Harze usw. benötigte Menge Alkali der alten Verfahren erspart wird. 



  Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Ausführung des neueren Verfahrens ist auf der Zeichnung dargestellt. 



  Es zeigt Fig. 1 eine schematische Übersicht der ganzen Anlage, Fig. 2 den Schlammfänger, der in Fig. 1 mit 16 bezeichnet ist, im Grundriss. 



  Fig. 3 stellt die AbfaUskurve der Ätzwirkung in der Lösung bei dem bisher angewendeten Verfahren der Sodaextration dar. 



  Fig. 4 zeigt die Abfallskurve bei der Anwendung des neuen Verfahrens, wobei drei Lösungen von verschiedener Stärke nacheinander angewendet werden. 



  Fig. 5 zeigt ein Diagramm des Kochprozesses vom Holz einer bestimmten Fichtenart (der Longleafpine), wobei dieselbe Flüssigkeit mit wechselnder Stärke während des ganzen Verfahrens verwendet worden ist.   
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 Kochers 1 eingeleitet werden kann. Das Dampfaustrittarohr ist mit 17 bezeichnet. Der Behälter 7 enthält Wasserstoff unter Druck und steht durch eine Röhrenleitung, die   mit dem Ventil 72 und 7b ver-   sehen ist, mit dem Kocher 7 in Verbindung. Man kann   den Wasserstofibehälter 7 auch auf   die Rohre 8 am oberen Teil des Kochers 1 aufsetzen.

   In diesem Fall tritt der Wasserstoff von oben in den Kocher 1 ein.   Ein etwaiger Überschuss   von Wasserstoff kann dann am unteren Ende des Behälters austreten und durch eine Röhre 22, die in diesem Fall angebracht wird und auf der Zeichnung punktiert angedeutet ist, entweichen und durch die Rohrleitungen durch das Rohr 26 aus einem Kondensator austreten. 



   Das am oberen Ende des Kochers   l angeschlossene Rohr 8   führt zu dem Kondensator 9, der, von Kühlwasser umgeben, eine Kühlschlange enthält. Zum Kondensator 9 ist ein Kondensator 10 parallelgeschaltet, und zwar durch die Rohrverbindungen 11 und 11'. Die Anschlussstücke 12 und 13 
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   I ZuJeitungsrohr 22   hat ein Ventil 15. Mit 151 ist das Austrittsrohr für die Gase,   mit 23 ein Wasser-   standsrohr bezeichnet. Durch diese Vorrichtung wird die   Entzündung von Wasserstoffgas   durch eindringenden Luftsauerstoff verhindert. 



   Das untere Ende des Kochers 1 ist durch ein Rohr 18   mit Ventil 7 mit   der Pumpe 25 ver- bunden. Auf der anderen Seite der Pumpe   25     ist der Schlammfänger 76   durch die Rohrverbindung 14 
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   vtrbindung 21 an. Der Abscheider 19   steht in unmittelbarer Verbiniung mit den beiden   Kondenatoren 9 und 10.   

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 angeschlossen. Jeder Behälter hat an beiden Seiten Ventile, so dass man die Behälter abwechselnd einschalten und in dem Arbeitsgang verwenden kann. 



   Zur Ausführung des Verfahrens wird das vorher in kleine Stücke zerschnittene Holz in den Kocher 1 gebracht. Sodann werden die Laugen von verschiedener Konzentration durch die Pumpe 25 ebenfalls in den Kocher 1 eingelassen. Man kann entweder neue Lauge durch das Rohr 27 einpumpen oder man kann eine Lauge aus den Behältern 161, 162 162 oder 164 verwenden. Sodann wird Wasserstoff aus dem Behälter 7 in den Kocher 1 hineingelassen, bis die darin befindliche Luft   vollständig   verdrängt und ein Gasdruck von etwa 2   Atm. erzeugt ist.   



   Sodann wird der Kocher durch Dampf erhitzt. 



   Durch   die heisse   Lauge wird das Holz aufgeschlossen, und zwar nach dem später noch besonders zu beschreibenden Verfahren, während ein Teil der in dem Holz befindlichen, nicht aus Holzfaserstoff bestehenden Substanzen gasförmig wird und durch das Rohr 8 in die Konden- satoren 9 und 10 gelangt, wo die Dämpfe kondensiert werden. Von den beiden Kondensatoren dient der Kondensator 10 als Sicherheitskondensator. Die Dämpfe treten zunächst in den
Kondensator 9 ein.

   Sollten sie hier noch nicht vollständig kondensiert sein, so gelangen sie durch die Rohrverbindungen am unteren Ende der beiden Kondensatoren in den Kondensator 10,   wo sie sicher auf die Temperatur des Kühlwassers gebracht werden Nicht kondensierbare Gase und überschüssiger Wasserstoff können durch das Rohr 26 am oberen Ende des Kondensators 10   
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 Bestandteile treten durch einen der   Bebälter 161 762, 76. 161   hindurch und durch die langsam laufende Pumpe 25 edel In den Kocher 1 zuruck Hierauf wird die erste   Laugenlösung   in einen freien Behälter des Schlammfängers 16 gebracht. indem man die Pumpe 25 rückwärtslaufen lässt.

     Darauf wird emem   anderen Behälter 161,   162,   163, 164   des Schlammfängers 76 durch   die 
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 handlung mit ganz   frischer Lauge unterworfen Diese frische Lauge wird schliesslich   ebenso wie die vorhergehende in einem Behälter 161 bis 161 des Schlammfängers 16 aufbewahrt und später nochmals verwendet. 



   Fig. 3 stellt ein Schaubild dar, auf dem die   Kurve-30   den ausserordentlich starken und raschen Konzentrationsabfall der üblichen Lösung von kaustischer Soda zeigt, wie sie zurzeit meistens zum Extrahieren von Spänen benutzt wird. Die senkrechte Zahlenreibe an der linken 
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 wagerechte Reihe unten Zeiteinheiten festlegt, z. B. Stunden. Das Kochen wird beispielsweise   unter   einem   Druck von ungefähr 5 Atm.   und bei einer Temperatur von   175* durchgeführt,   wobei mit einer Lösung von einem   spezifischen Gewicht von ungefähr 1#093   angefangen wird. Wie ersichtlich, nimmt die Stärke der Lösung schon nach etwa 40 Minuten stark ab, dass sie sich bald der unteren Grenze nähert. 



   Fig. 4 und 5 zeigen die entsprechenden Kurven nach dem neuen Verfahren, Die zuerst auf die   Späne   während beispielsweise zwei Stunden einwirkende Lösung hat ungefähr eine 

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 wirkung (vgl. Kurve 40) besteht darin, die schmelzenden oder gummiartigen Bestandteile der   interzellularen Masse   des Holzes, die das Bestreben haben, das Alkali zu neutralisieren, aufzuweichen oder flüssig zu machen. Am Ende dieser Behandlung wird die Flüssigkeit abgezogen 
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 gestellt ist. Dieselbe wirkt ebenfalls zwei Stunden auf die Holzspäne ein und hat ein spezifisches Gewicht von etwa   1'074.   Nach gessammelten Erfahrungen zieht sie sämtliche noch verbleibenden, interzellularen Stoffe aus, die man unter den Namen Pektosen zusammenfasst.

   Da Gummi, Harze usw. bereits durch das erste Kochen entfernt sind, sind diese zurückbleibenden, interzellularen Stoffe für das stärkere Alkali leicht zugänglich. Diese Flüssigkeit kann dann abgezogen und verdampft werden, um das Alkali auf eine höhere Konzentration zu bringen und um dasselbe nochmals verwenden zu können. 



   Eine dritte Behandlung erfährt das Holz noch einmal durch eine schwache Lösung, deren   Ätzfähigkeitskurven   bei 42 angezeigt ist. Die Wirkung dieser Lauge ist im wesentlichen eine reinigende und eine bleichende. Die erste Kurve 40 zeigt jedoch manchmal auch einen schärferen Abfall nach der Konzentration. Die Kurve 50 in Fig. 5 zeigt   die Ätzfähigkeit   bei einer Behandlung von Spänen einer bestimmten Fichtenart (der   Longleafpine).   Bei dieser Bearbeitungsart wurde eine Lauge, nachdem sie ungefähr zwei Stunden auf Holz eingewirkt hat, nicht vollständig abgelassen und hierauf durch eine neue ersetzt, sondern es wurde die vorgehende Lauge durch Nachpumpen einer neuen Lauge möglichst schnell ersetzt. Die Wirkung ist eine gleiche wie bei dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren.

   Wesentlich für das neue Verfahren ist die Konzentration und die Aufeinanderfolge der angewendeten Laugen. Die Nebenstoffe werden teils, so weit sie sich in dem Abschneider 19 absondern, in dem Behälter 27 gesammelt, zum Teil werden sie aus denjenigen Laugen gewonnen, welche sich in einem der Behälter   161   bis 164 befinden, und welche schon so oft zur Behandlung des Holzes in dem Kocher 1 verwendet worden sind, dass sie nunmehr eine ganz schwache Konzentration an Lauge aufweisen.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Gewinnung von Faserstoff aus Holz oder anderen pflanzlichen Stoffen durch Alkalilauge unter gleichzeitiger Abdestüherung der flüchtigen Stoffe, dadurch gekennzeichnet, dass das Kochen mit Alkali in Gegenwart von Wasserstoff unter Druck vorgenommen wird 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Holz usw. im Kocher zunächst zwei Stunden lang mit einer schwachen Lösung, z. B. einer Sodalösung vom spezifischen Gewicht 1#014, hierauf mit einer alkalischen Lösung vom spezifischen Gewicht 1'0i4 ebenfalls zwei Stunden lang und schlIesslich mit einer reinigenden und bleichenden Lösung von Salz oder Soda ebensolange gekocht wird.

   3. Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kocher (1). die Kondensatoren (9, 10), Abscheider (19) und Schlammfänger (16) in einer Rohrleitung mit einer Pumpe (25) eingeschaltet sind, so dass die zum Kochen verwendeten Laugen während des Arbeitsganges vom Kocher zu den Sammelbehältern gepumpt werden können und umgekehrt.

   4. Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Abscheider (19), in welchem sich 01 und leichte Stoffe aus dem Kondensat der Dämpfe des Kochers (1) abscheiden, während das Kondensat wieder dem Kocher zugeführt wird. fumage zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen hinter aem ersten Kondensator (9) geschalteten zweiten Kondensator (10), der mit dem Kondensator (9) an seinem unteren Ende durch eine Rohrleitung verbunden ist, um die im EMI3.3