DE2439654C3 - Verfahren zur Herstellung von Cellulose aus Siebpulpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cellulose mit einem hohen Weißgrad aus Siebpulpe, worin der Siebpulperückstand aus einem früheren Celluloseaufschluß, einem erneuten Aufschluß mit einer Kochlauge auf Bisulfit- oder Sulfitgrundlage unterworfen wird, und wonach die Cellulosekomponente abgetrennt und in an sich bekannter Weise gebleicht wird.

Siebpulpe ist der Ausdruck, der für den Teil der Holzpulpe (Chips bzw. Schnitzel) verwendet wird, die nicht beim üblichen Pulpenaufschluß aufgeschlossen bzw. zermahlen wird. Wie der Name sagt, besteht die Siebpulpe aus nicht aufgeschlossenen, üblichen Schnitzeln oder Schnitzeln, die nur teilweise aufgeschlossen oder gekocht wurden. All dies wird als Siebpulpe bei dem ersten groben Sieben oder beim Sieben der aufgeschlossenen Pulpe abgetrennt.

Abhängig davon, wie der Aufschluß durchgeführt wurde, variiert die Menge an Siebpulpe etwas, aber die »Knollen« alleine machen üblicherweise ungefähr 0,75% der verwendeten Holzstoffe aus, während die Menge, die man als nicht aufgeschlossene Schnitze! bezeichnen kann, im allgemeinen ungefähr 0,40% bis einige Prozent der Holzfeststoffe betragen. Üblicherweise sind die Siebpulpenfeststoffe in einer Menge von 1—2%, bezogen auf die verwendeten Holzfeststoffe, vorhanden, aber oft sogar höher.

In einigen Pulpenfabriken wird die sog. Siebpulpe gemahlen und entfasert und in einer geeigneten Vorrichtung auf einen Feststoffgehalt von 25—50% entwässert und dann zu Ballen oder Kugeln gepreßt. Die Verwendung dieser braunen, entfaserten Siebpulpe ist recht unterschiedlich und gleichzeitig ist der Verkaufspreis sehr niedrig und dies hat mit sich gebracht, daß eine weitere Behandlung der entfaserten Siebpulpe bis heute noch nicht profitbringend ist. Sie wurde teilweise als Mittelschicht in dreischichtigem Karton verwendet und sie wurde teilweise bei der Herstellung von Pappkarton eingesetzt, wenn eine solche Herstellung in oder nahe bei der Pulpenfabrik erfolgt. Es ist weiterhin bekannt, Siebpulpe in entfaserter Form zusammen mit wiedergewonnenem Fasermaterial aus dem Waschwasser, insbesondere für Packmaterialien, zu verwenden. Bei bestimmten Fabriken wird die Siebpulpe einfach zusammen mit anderen Abfallprodukten verbrannt und bei anderen Fabriken wird die Siebpulpe direkt nach dem Sieben in Flüsse weggespült. Es ist offensichtlich, daß das Verbrennen und das Wegspülen in Flüsse eine sehr schlechte Verwendung der Holzvorräte ist und daß es gleichzeitig für die Umwelt schädlich ist, Siebpulpe in Flüsse

ίο abfließen zu lassen.

In der Vergangenheit wurden viele Bemühungen unternommen, diese entfaserte Siebpulpe direkt zu bleichen; dies war jedoch praktisch nicht möglich, selbst mit großen Mengen an Bleichchemikalien.

So wird in der Literaturstelle TAPPI, Band 38 (1955), Heft 10, Seiten 604 bis 607, ein Verfahren zur Herstellung von Cellulose beschrieben, bei dem der Cellulose-Aufschluß durch alkalische Sulfat-Kochlauge erfolgt. Diese Literaturstelle betrifft, wie aus der

Überschrift und Fig. 4 hervorgeht, das bekannte Kraftverfahren. Es ist bekannt, daß das Kraftverfahren technisch wesentlich leichter durchzuführen ist als das saure Sulfitverfahren. In dieser Literaturstelle wird insbesondere das erneute Aufschließen von Siebpulpenrückständen zur Erhöhung der Ausbeute auf 57 bis 68% beschrieben. In der Einführung und auf Seite 605, rechte Spalte, zweiter Absatz, wird ausgeführt, daß die Siebpulpenrückstände in Fasern überführt werden können und anschließend aufgeschlossen werden können. Es wird jedoch nicht angegeben, daß die Entfaserung vor dem erneuten Aufschluß erfolgen muß. In dieser Literaturstelle wird außerdem die Herstellung von Pappe und nicht die Herstellung von Cellulose und Papier beschrieben.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß gesiebte Siebpulpe nach der Entfaserung und nach dem Mahlen ohne Schwierigkeit aufgeschlossen werden kann, wenn man sie einem erneuten Aufschluß mit einer frischen, üblicherweise verwendeten Kochflüssigkeit unterwirft. Dabei werden weitere Mengen sehr nützlicher Cellulose erhalten und zusätzlich, wenn Sulfitkochlösungen verwendet werden, erhält man als Nebenprodukt Lignosulfonate, die für Fabriken von Wichtigkeit sind, in denen diese aus Sulfitabfallaugen hergestellt werden.

Es wurde weiterhin überraschenderweise gefunden, daß Siebpulpencellulose leicht zu einem Produkt mit hohem Weißgrad gebleicht werden kann, ohne daß es erforderlich ist, höhere Konzentrationen an Bleichmitteln zu verwenden, als sie üblicherweise zum Bleichen von normaler Cellulose eingesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Cellulose mit hohem Weißgrad aus Siebpulpe, wobei der Siebpulpenrückstand von einem früheren Celluloseaufschluß nach Entfaserung einem erneuten Aufschluß mit einer frischen Kochiauge unterworfen und anschließend die abgetrennte Cellulosekomponente gebleicht wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Siebpulpenrückstand vor dem erneuten Aufschluß gemahlen und der Aufschluß auf Bisulfit- oder Sulfitgrundlage durchgeführt wird.

Die Siebpulpecellulose, die auf erfindungsgemäße Weise hergestellt wird, besitzt ebenfalls Eigenschaften, die sich nicht wesentlich von gewöhnlicher Cellulose unterscheiden. Daher kann man die vorliegende Erfindung verwenden, um gesiebte Siebpulpe aus verschiedenen Aufschlüssen nach der Entfaserung und nach dem Mahlen mit üblichen Schnitzeln zu vermi-

chen, entweder in einem SchnitzelsUo oder direkt im Kocher, und sie weiter mit den Schnitzeln verarbeiten. Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn die Zugabe der Siebpulpe nicht 5% der Menge an Schnitzel überschreitet Die Ausbeute an fertiggebleichten Cellulosefeststoffen aus der Siebpulpe beträgt 62% und die Ausbeute an Ugninsulfonatfeststoffen 31%, bezogen auf Siebpulpefeststoffe.

Wie oben erwähnt, können alle üblicherweise verwendeten Kochflüssigkeiten eingesetzt werden, und ausgezeichnete Ergebnisse werden mit Aufschlußflüssigkeiten auf Bisulfitgrundlage wie auch auf Sulfatgrundlage erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher direkt in jeder Cellulosefabrik oder -anlage verwendet werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1 Tabelle

Siebcellulose

Mittelstarke Cellulose

8 Min. Mahlzeit

Ablaufzeit

Mahlungsgrad (⁰SR)
Rißlänge

ίο Riß (Elmendorf)
Mullen (Reißtest)
Faltzahl
Weißgrad (GE)*)

10 Sek.

3780 m

Beide von zwei Autoklavröhren mit einem Volumen von ungefähr 400 ml werden mit 147 g feuchter Siebpulpe aus einem früheren Aufschluß beschickt Die Siebpulpe besitzt einen Feststoffgehalt von 27% und wurde zuvor entfasert und gemahlen. Der Ligningehalt wurde nach der Methode von Halse ermittelt (vgl. beispielsweise Scwalbe — Sieber: Die Chem. Betriebskontrolle in der Zellstoff- und Papier-Industrie, 3. Auflage, Seite 275, Berlin 1931) und beträgt 23,96%, bezogen auf den Gehalt an Siebpulpenfeststoffen. Die Röhren werden dann mit 287 und 280 g Ammoniumbisulfitkochlauge mit einem Gesamtgehalt von SO₂ von 7,7% (gebundenes SO₂1 %) beschickt.

Die Siebpulpe und die Kochsäure werden durch Rühren in der Röhre gut vermischt. Das Kochen erfolgt dann bei 127° C während 9³A Stunden. Die Röhren werden abgekühlt und die gelöste Pulpe wird abfiltriert und gewaschen. Die abfiltrierte Lauge wird verdampft und getrocknet, wobei man eine Ausbeute von 31% an Siebpulpefeststoffen erhält. Der Filterkuchen wird entfasert und durch ein Somerville Fractionator (0,15 mm Spalten) gesiebt und die so behandelte Cellulosepulpe wird dann gebleicht (2,5%ige Pulpenkonzentration), entsprechend dem folgenden Schema:

1. Chlorierung mit 3% Chlor bei pH 2,75 (15 Min, 20° C).

2. Behandlung mit 2% NaOH bei pH 11 (3 Stunden, 7O⁰C).

3. Hypochloritbehandlung (2% aktives Chlor) bei pH 10,3(45 Min., 44° C).

4. Chlordioxidbleichen in 2 Stufen (7% Chlor) bei pH 4,7—6,7 (insgesamt 3 Stunden bei 68° C).

Die Ausbeute an fertig gebleichter Siebcellulose beträgt 61,7%, bezogen auf die eingeführten Siebpulpefeststoffe. Die gebleichte Siebpulpecellulose wird dann in 2 Teile geteilt und in einer Lampenmühle während und 16 Min. gemahlen. Die Proben werden dann papiertechnischen Prüfungen unterworfen (vgl. beispielsweise Papieruntersuchungsverfahren TAFFI, New York 1928). Zum Vergleich werden die Werte für eine übliche mittelstarke Cellulosequalität ebenfalls aufgeführt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt

16 Min. Mahlzeit
Abiaufzeit

Mahlungsgrad ("SR)
Rißlänge
Riß (Elmendorf)
Mullen (Reißtest)
Faltzahl

Weißgrad (GE)*)
») Allgemeine elektrische Einheiten.

20 10 Sek.

4120

90,9

8 Sek.

25

6200 m

61

42

550

89,9

10 Sek.

30

6900

65

44

640

89,8

Aus der Tabelle ist erkennbar, insbesondere von den Werten für die Rißlänge und die Faltzahl, daß die Siebpulpecellulose etwas schlechter ist verglichen mit der üblichen Cellulose. Dies ist durch die Tatsache ίο bedingt, daß die Siebpulpecellulose relativ kurze Fasern enthält. Trotzdem sind die Festigkeitswerte sehr gut, so daß keine Bedenken bestehen, die Siebcellulose mit üblicher Cellulose auf vielen Anwendungsgebieten zu vermischen.
Beispiel 2

In diesem Beispiel werden die Ergebnisse für verschiedene übliche Abbauverfahren in technischem Maßstab erläutert, wobei Siebpulpe von verschiedenen 40 Abbauverfahren zu dem Schnitzelausgangsmaterial zugegeben wurde. Die Siebpulpe wurde entfasert und zuvor gemahlen und dann gleichmäßig in den Schnitzeln während des Beschickens des Kochers verteilt In jeden von 3 Kochern (Volumen 220 m³) füllte man ungefähr 45 401 Schnitzel (als Feststoffe) zu und gleichzeitig allmählich ungefähr 500 kg 50%iger Siebpulpe. Die verwendeten Kochbedingungen sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Kochnunrmer 880 881

882

Kochsäure
gesamt SO2
gebundenes SO2
Kochtemperatur
Kochzeit (Stunden)

6,14%
1,08%
126° C
IOV4

5,95% 1,09% 126° C 10¹A

5,89% 1,03% 128° C

83/4

Nach Beendigung des Kochens wird die Pulpe gesiebt und gewaschen und dann auf bekannte Weise durch Behandlung mit Chlor. Alkali, Hypochlorit und Chlor-65 dioxid in dieser Reihenfolge gebleicht Der Weißgrad der gebleichten Pulpe variiert zwischen 89,6 und 89,9 GE-Einheiten (General Electric-Einheiten). Ähnlich wird die schließlich gebleichte Cellulose als Papier auf

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Cellulose mit hohem Weißgrad aus Siebpulpe, wobei der Siebpulpenrückstand von einem früheren Celluloseaufschluß nach Entfaserung einem erneuten Aufschluß mit einer frischen Kochlauge unterworfen und anschließend die abgetrennte Cellulosekomponente gebleicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebpulpenrückstand vor dem erneuten Aufschluß gemahlen und der Aufschluß auf Bisulfit- oder Sulfitgrundlage durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebpulpenrückstand von einem ersten Celluloseaufschluß nach dem Entfasern und Mahlen mit üblichen Schnitzeln vermischt und zusammen mit diesen aufgeschlossen wird.