DE102008053858A1 - Cellulose-containing fibrous material producing method for producing e.g. paper web, in paper machine, involves utilizing algae e.g. blue algae and green algae, or deoiled algae with oil content of below fifteen percentage - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von cellulosehaltigem Faserstoff für die Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn aus Algen.The The invention relates to a process for producing cellulose-containing Pulp for the production of a paper, cardboard, Tissue or another fibrous web of algae.
Die Erfindung betrifft auch eine Faserstoffsuspension aus Wasser und zumindest einem Anteil an erfindungsgemäßem Faserstoff.The The invention also relates to a pulp suspension of water and at least a proportion of inventive pulp.
Die Erfindung betrifft des Weiteren die Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen mehrschichtigen oder einer anderen ein- oder mehrlagigen Faserstoffbahn in einer Maschine.The Invention further relates to the production of a paper, cardboard, Tissue or other multilayer or other or multilayer fibrous web in a machine.
Die
Herstellung von Faserstoff aus Algen ist beispielsweise aus
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Papiereigenschaften einer Faserstoffbahn, die zumindest zum Teil aus Faserstoff basierend auf Algen besteht, zu verbessern und zugleich den Rohstoff Alge möglichst effizient zu nutzen.The The object of the invention is the paper properties of a fibrous web, which at least partly consists of fiber based on algae, too improve and at the same time the raw material algae as efficiently as possible to use.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe hinsichtlich des Faserstoffs dadurch gelöst, dass der Ölgehalt der Algen vor ihrem Einsatz auf unter 15% gesenkt wird oder Algen mit einem Ölgehalt von unter 15% eingesetzt werden. Dies führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Papiereigenschaften (Festigkeiten, Oberflächeneigenschaften, ...) einer daraus hergestellten Faserstoffbahn und erlaubt zudem, das dabei gewonnene Öl als Rohstoff zu nutzen.According to the invention was solved the problem with regard to the pulp, that the oil content of algae before being put on under 15% is lowered or algae with an oil content of less than 15% be used. This leads to a significant improvement the paper properties (strengths, surface properties, ...) of a fibrous web produced therefrom and also allows to use the obtained oil as raw material.
Zur Entölung der Algen eignen sich mehrere bekannte Verfahren, wie beispielsweise die Dreiphasenzentrifugation, die Extraktion oder das Pressen.to De-oiling the algae are several well-known methods, such as the three-phase centrifugation, the extraction or pressing.
Die Rohstoffnutzung und die Bahneigenschaften können dabei noch weiter optimiert werden, wenn der Ölgehalt der Algen auf unter 10%, vorzugsweise unter 5% liegt bzw. gesenkt wird.The Raw material utilization and the web properties can thereby be further optimized if the oil content of the algae is less than 10%, preferably less than 5% or lowered.
Die Ölausbeuten können in Abhängigkeit vom Algentyp und von der eingesetzten Entölungsmethode durch eine vorgeschaltete Ozonbehandlung oder auch durch andere oxidierende Behandlungen der Algen (beispielsweise unter Einsatz von Chlor), welche zugleich eine bleichende Wirkung erzielen, erhöht werden, da durch Oxidationsprozesse die Zellwände der Organismen teilweise zerstört werden, so dass der Zeltinhalt dann leichter austreten kann. Dies erleichtert die Ölgewinnung und Abtrennung des Öls erheblich.The oil yields can depend on the type of algae and on the used deoiling method by an upstream Ozone treatment or by other oxidizing treatments of Algae (for example, using chlorine), which at the same time achieve a bleaching effect, be increased because of Oxidation processes partially obscure the cell walls of the organisms be destroyed, so that the contents of the tent then emerge more easily can. This facilitates the oil extraction and separation of the oil considerably.
Entsprechend den Anforderungen an die aus dem Faserstoff herzustellende Faserstoffbahn kann es vorteilhaft sein, eine bestimmte Algenart ausschließlich oder zumindest überwiegend einzusetzen. Grünalgen und Blaualgen eignen sich wegen ihres relativ hohen Celluloseanteils hierfür besonders.Corresponding the requirements for the fibrous web to be produced from the pulp It may be beneficial to use a specific algae species exclusively or at least predominantly use. green algae and blue-green algae are suitable because of their relatively high cellulose content especially for this.
Jedoch können beispielsweise die erforderliche Reißfestigkeit, das erforderliche Volumen der Bahn oder bestimmte Oberflächeneigenschaften den Einsatz anderer Algenarten vorteilhaft werden lassen.however For example, the required tear strength, the required volume of the web or certain surface properties make the use of other types of algae advantageous.
Aus dem gleichen Grund kann es ebenso von Vorteil sein, wenn ein Gemisch aus mehreren Algenarten eingesetzt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn dieses aufgrund eines gemischten Vorkommens der Algen als kostengünstige Rohstoffquelle zur Verfügung steht.Out For the same reason, it may also be beneficial if a mixture from several algae species is used. This is especially true if this is due to a mixed occurrence of algae as cost-effective Raw material source is available.
Falls die gewünschten Eigenschaften der Faserstoffbahn sich nicht unter der ausschließlichen Verwendung des beschriebenen Faserstoffs effizient herstellen lassen, so sollten der Faserstoffsuspension mit dem beschriebenen Faserstoff auch synthetische und/oder tierische und/oder andere pflanzliche Faserstoffe, insbesondere Faserstoffe aus Holz oder Einjahrespflanzen sowie Faserstoffe aus der Altpapieraufbereitung beigemischt werden. Außerdem können auch Zuschlagstoffe wie Füllstoffe oder Stärke zur Optimierung der Produkteigenschaften eingesetzt werden.If the desired properties of the fibrous web are not under the exclusive use of the described To make pulp efficiently, so should the pulp suspension with the described pulp and synthetic and / or animal and / or other vegetable fibers, especially fibers from wood or annual plants as well as pulp from waste paper processing be mixed. In addition, additives such as Fillers or starch for optimizing product properties be used.
Zur Schonung der Umweltressourcen, aber auch hinsichtlich der Kosten ist es von Vorteil, wenn die Faserstoffsuspension nur pflanzliche Faserstoffe enthält, wobei Algen-Faserstoffe hier als pflanzliche Faserstoffe angesehen werden.to Conservation of environmental resources, but also in terms of costs it is advantageous if the pulp suspension only vegetable Contains fiber materials, algae fibers here as vegetable fibers be considered.
Um die Kostenvorteile beim Einsatz von Algen ausreichend nutzen zu können, sollte der Trockengewichtsanteil der Algen hinsichtlich des gesamten Faserstoffes über 1%, vorzugsweise über 20% und insbesondere über 50% liegen. Dabei können auch Sekundärfaserstoffe in deinkter oder auch in nicht deinkter Form zum Einsatz kommen.Around to sufficiently use the cost advantages of using algae should, the dry weight fraction of algae regarding of the entire pulp more than 1%, preferably more than 20% and in particular more than 50%. It can also secondary fibers in deinkter or not deinkter form used.
Besonders einfach gestaltet sich die Herstellung der Faserstoffbahn, wenn diese nur aus einer, insbesondere der beschriebenen Faserstoffsuspension hergestellt wird. Sollten sich unter ausschließlicher Verwendung dieser Faserstoffsuspension jedoch wesentliche Bahneigenschaften, insbesondere Festigkeiten oder bestimmte Oberflächeneigenschaften, wie beispielsweise Glanz und Glätte nicht erzielen lassen, so ist es vorteilhaft, die Faserstoffbahn aus mehreren Lagen oder Schichten zu bilden.Especially simply the production of the fibrous web, if designed these only from one, in particular the described pulp suspension will be produced. Should be under exclusive use However, this pulp suspension essential web properties, especially strengths or certain surface properties, such as gloss and smoothness can not be achieved, so it is advantageous to the fibrous web of several layers or To form layers.
Dabei werden die Lagen oder Schichten der Faserstoffbahn entsprechend den gewünschten bzw. erforderlichen Eigenschaften aus Faserstoffsuspensionen unterschiedlicher Zusammensetzung gebildet.there the layers or layers of the fibrous web become corresponding the desired or required properties from pulp suspensions formed of different composition.
Oft wird für die gegebenenfalls zu bedruckende, äußere Lage bzw. Schicht eine Faserstoffsuspension mit kurzen, weichen Fasern verwendet, während die Reißfestigkeit der Bahn über die langen Fasern einer mittleren Schicht oder Lage gewährleistet wird.Often is for the optionally to be printed, outer Layer or layer of a pulp suspension with short, soft Fibers used while the tear strength of the Track over the long fibers of a middle layer or Location is guaranteed.
Wegen der ausreichenden Verfügbarkeit von Algen und den geringen Kosten sollten daher bei der Herstellung einer mehrschichtigen oder mehrlagigen Faserstoffbahn eine oder mehrere Lagen oder Schichten der Faserstoffbahn aus dem erfindungsgemäßen Faserstoff oder einer erfindungsgemäßen Faserstoffsuspension hergestellt werden.Because of the sufficient availability of algae and the low Therefore, costs should be considered when producing a multi-layered or multilayer fibrous web one or more layers or layers the fibrous web of the fibrous material according to the invention or a pulp suspension according to the invention getting produced.
Zur Vereinfachung des Herstellungsprozesses der Faserstoffbahn ist es dabei vorteilhaft, wenn die Faserstoff aus Algen enthaltenden Lagen oder Schichten der Faserstoffbahn die gleiche Zusammensetzung aufweisen.to It is simplifying the manufacturing process of the fibrous web advantageous if the pulp from algae-containing layers or layers of the fibrous web have the same composition.
Zur Anpassung der Schichten oder Lagen an die Erfordernisse hinsichtlich der Bahneigenschaften kann es jedoch im Gegensatz dazu von Vorteil sein, wenn die Faserstoff aus Algen enthaltenden Lagen oder Schichten der Faserstoffbahn eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen.to Adapting the layers or layers to the requirements regarding The web properties, however, it may be advantageous in contrast be when the pulp from algae-containing layers or layers the fibrous web have a different composition.
Wegen der geringen Kosten des Fasermaterials eignet sich der Einsatz von Algen unter anderem zur Herstellung von Karton und Verpackungspapieren. Für diese Anwendung werden zudem nur verhältnismäßig geringe Anforderungen an Oberflächeneigenschaften – wie etwa die Bedruckbarkeit – gestellt.Because of the low cost of the fiber material is the use of Algae among other things for the production of cardboard and packaging papers. For this application are also only relatively low demands on surface properties - such as about the printability - posed.
Jedoch können auch andere Papiersorten damit hergestellt werden. Insbesondere dann, wenn Bleichprozesse integriert werden, wenn nur geringe Algenanteile eingesetzt werden, und auch wenn die Papiersorten aus mehreren Schichten oder Lagen aufgebaut sind, können sogar weiße Papiere mit Algenfaserstoff hergestellt werden.however Other types of paper can be made with it. Especially when bleaching processes are integrated, if only small amounts of algae are used, and even if the paper types made up of several layers or layers can even white papers are made with algae pulp.
Des Weiteren kann durch den Einsatz von Algen der benötigte Anteil an zugesetzten Bindemitteln und/oder Füllstoffen gesenkt werden, da diese neben Zellulose auch aus Hemizellulosen, Stärke und anderen Inhaltsstoffen bestehen, welche die Funktionen von Bindemitteln und/oder Füllstoffen erfüllen können.Of Further, by the use of algae the required Proportion of added binders and / or fillers as these are not only cellulose but also hemicelluloses, Starch and other ingredients are what the functions of binders and / or fillers can.
Nachfolgend
soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung
zeigt die Figur ein Anlagenschema zur Verarbeitung von Algen
Die
Algen
Die
auf einen Ölgehalt von weniger als 5% entölten
Algen
In
diese Faserstoffsuspension
Zur
Bildung einer weiteren davon abweichenden Faserstoffsuspension
Die
Sekundärfaserstoffe
Das
Holz
Je
nach eingesetzter Algenart und Aufbereitungsverfahren kann entweder
die ohne einen Anteil von Algen
Um
die gewünschten Produkteigenschaften zu erreichen, kann
einerseits eine dafür geeignete Algensorte gewählt
werden und andererseits ein geeignetes Aufbereitungsverfahren – wie
etwa eine Bleiche des Faserstoffes – integriert werden.
Zudem kann in Abhängigkeit von den gewünschten
Produkteigenschaften entschieden werden, ob die Faserstoffsuspension
Hierzu
wird im vorliegenden Beispiel die Faserstoffsuspension
Zur
Bildung von hier beispielhaft drei Schichten besitzt der Mehrschichtstoffauflauf
Von
den Kammern
Die
mit Algen
Beispielhaft
wird hier die Faserstoffsuspension
Analog
kann auch bei der Bildung einer mehrlagigen Faserstoffbahn verfahren
werden. Allerdings werden dort die Faserstoffsuspensionen
In
beiden Fällen ist es aber zum Beispiel ebenso möglich,
die Faserstoffsuspension
Um eine möglichst effiziente Nutzung des eingesetzten Rohstoffes Alge zu gewährleisten, kann der oben angeführte Prozess der Pulpbereitung schließlich noch mit einer Stufe zur Verwertung der Algenrestbestandteile, welche nicht für die Papier- und Kartonherstellung nutzbar sind, kombiniert werden. Unter dem Begriff „Nicht zur Papier- und Kartonherstellung nutzbare Bestandteile” seien hier insbesondere Proteine, Restölgehalte, kurzkettige Kohlenhydrate und zu kurze Fasern zusammengefasst, die in Abhängigkeit von der eingesetzten Algensorte einen mehr oder weniger beträchtlichen Anteil der Algenbiomasse ausmachen können.Around the most efficient use of the raw material used To ensure algae, the above can Process of pulp preparation finally still with a stage for the utilization of algal residue components, which are not for paper and board production are usable. Under the term "Not for paper and cardboard production usable constituents "are in particular proteins, Residual oil content, short-chain carbohydrates and too short fibers summarized, depending on the used Algal species a more or less significant proportion make up the algae biomass.
Die aus technischer Sicht einfachste Methode zur Nutzung dieser Restbestandteile wäre die energetische Nutzung durch Verbrennung. Da diese Stoffe jedoch in nasser Form anfallen, und ein erheblicher Energieaufwand für ihre Trocknung vor dem Einsatz als Brennstoff notwendig wäre, werden hier Alternativen in Erwägung gezogen, die eine Verwertung der Biomasse auch in nassem Zustand erlauben.The From a technical point of view, the simplest method of using these residual components would be the energetic use by burning. Because these substances However, incurred in wet form, and a considerable expenditure of energy necessary for their drying before use as fuel would be, alternatives are considered here, which allow a utilization of the biomass even in the wet state.
Solche Prozesse sind die Biomassevergasung und die Ethanolgewinnung. Beide Prozesse sind bereits bekannt, und insbesondere die Biomassevergasung wird in manchen Papierfabriken bereits zur Biogasherstellung aus den Holzreststoffen erprobt.Such Processes are biomass gasification and ethanol production. Both Processes are already known, and in particular biomass gasification is already being used to produce biogas in some paper mills the wood residues tested.
Aufgrund der chemischen Zusammensetzung von Algen kann auch die Algenrestbiomasse aus der Papierherstellung für die Biogas- bzw. für die Bioethanol gewinnung eingesetzt werden. Auf diese Weise wird der Nutzungsgrad der Biomasse erhöht, und die dabei gewonnenen Produkte können entweder direkt in der Papierfabrik zur Energiebereitstellung eingesetzt oder zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Betriebes als Biotreibstoffe verkauft werden.by virtue of The chemical composition of algae can also affect the algal biomass papermaking for biogas or for the bioethanol extraction are used. This way will the degree of utilization of the biomass increases, and the gained Products can either go directly to the paper mill Energy supply used or to increase the Profitability of the operation can be sold as biofuels.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - EP 733646 [0026] - EP 733646 [0026]
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